Hukum II Newton berbunyi percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya pada sebuah benda sebanding dan searah dengan resultan gaya tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda. Dengan rumus f = m . a

Hukum III Newton berbunyi gaya aksi dan reaksi sama besar tetapi berlawanan arah dan bekerja pada dua benda yang berbeda. Rumus F_aksi = -F_reaksi .

Berikut penerapan hukum Newton.

Gerak benda pada bidang datar

Penerapan hukum Newton pada gerak benda pada bidang datar dalam kehidupan sehari-hari, contohnya seperti mendorong meja, menarik mobil-mobilan, dan kereta api. Gerak benda pada bidang datar dirumuskan sebagai berikut.

∑F_x = m . a

F . cosα = m . a

a = F.cosα/m

Keterangan :

• F = gaya (N)
• m = massa (kg)
• α = sudut
• a = percepatan (m/s)

Gaya tekan kaki pada lift

Lift adalah benda vertikal yang berfungsi untuk menaiki sebuah gedung yang tinggi tanpa harus menggunakan tangga. Saat kita menaiki lift dan bergerak naik, berat badan seolah-olah naik, sedangkan pada saat lift turun, berat berat badan akan ikut turun.

Berikut rumus gaya tekan kaki pada lift baik saat lift diam dan bergerak

Lift diam : N = m . g

Lift naik : N = m . a + m . g

Lift turun : N = m . a – m . g

Keterangan :

• N = gaya tekan kaki (N)
• m = massa (kg)
• a = percepatan lift (m/s²)
• g = percepatan gravitasi (10 m/s²)

Gerak benda pada bidang miring

Pada benda yang terletak pada bidang miring akan bergerak lurus sejajar pada bidang miring jika tidak ada gaya yang menahannya. Benda akan bergerak dengan kecepatan v dan percepatan a dan akan berakhir pada bidang horizontal.

Gerak benda pada bidang miring dirumuskan sebagai berikut :

∑F_x = m . a

m . g . sinθ – f_k= m . a

m . g . sinθ – μ_k . N = m . a

m . g . sinθ – μ_k . m . g . cosθ = m . a

g . sinθ – μ_k . g. cosθ = a

g . (sinθ – μ_k . cosθ) = a

Keterangan :

• fk = gaya gesek kinetik (N)
• m = massa (kg)
• α = sudut
• a = percepatan (m/s²)
• g = percepatan gravitasi (10 m/s²)
• N = gaya normal (N)
• μ_k = koefisien gesek kinetik

Gerak benda yang dihubungkan oleh tali

Gerak benda yang dihubungkn oleh tali antara gerak dua buah benda atau lebih yang dihubungkan dengan tali yang ditarik dengan gaya. Gerak benda yang dihubungkan oleh tali (pengaruh gesekan an katrol diabaikan) memiliki rumus berikut.

• Katrol diatas bidang datar

∑F_x = m₁ . a

T = m₁ . a

∑F_x = m₂ . a

W₂ – T = m₂ . a

T = W₂ – m₂ . a

T = m₂ . g – m. a

Substitusi persamaan (1) dan (2), maka diperoleh :

a = m₂ . g/(m₁ + m₂)

Keterangan :

T = gaya tegangan tali (N)

m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi (10m/s²)

• Katrol tanpa bidang datar

∑F_x = m₁ . a

T – W₁ = m₁ . a

∑F_x = m₂ . a

W₂ – T = m₂ . a

Eliminasi persamaan (1) dan (2) maka di peroleh :

a = (m₂ – m₁)/m₁ + m₂). g

Contoh 1

m₁=400 gr, m₂=200 gr, F=6 N. Jika permukaan meja licin dan massa katrol diabaikan, maka sistem benda akan bergerak dengan percepatan sebesar…..

Pembahasan :

Gaya -gaya yang searah dengan arah gerak benda dianggap positif, dan gaya-gaya yang memiliki arah berlawanan dengan gerak benda dianggap negatif.

∑F_x = ∑m . a

F -T+T-T+T=(m₁ + m₂). a

F = (m₁ + m₂). a

6 = (0,4 + 0,2). a

6 = 0,6a

a = 10 m/s²

Contoh 2

Dua buah benda dihubungkan dengan tali. Jika koefisien gesekan kinetik benda dengan bidang 0,5 (g=10 ms^-2) maka tegangan tali antara dua benda adalah….

Pembahasan :

μ_k = 0,5

Besar gaya normal :

∑F_y = 0

N – W_A cosθ = 0

N = W_A cosθ

= 40. 0,8 = 32 N

Resultan gaya yang bekerja pada sistem :

∑F_x = ma

W_B-T+T-W_A sinθ – f_k = (m₁+m₂)a

W_B – W_A sinθ – μ_kN = (m₁+m₂)a

60 – 40 – 0,6 – 0,5 . 32 = 10a

60 – 24 – 16 = 10a

20 = 10a, a=2m/s²

∑F_x = m_Ba

W_B – T = m_Ba

T = W_B– m_Ba

= 60-12 = 48 N

The post Penerapan Hukum Newton dalam Kehidupan Sehari-hari appeared first on HaloEdukasi.com.

Ketiga Hukum Newton tersebut menjelaskan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya.

Hukum Newton 1

Hukum Newton I adalah salah satu hukum tentang gerak yang menjelaskan sifat kelembaman suatu benda yakni kecenderungan suatu untuk mempertahankan keadaannya.

Bunyi Hukum I Newton

Hukum Newton I menyatakan bahwa:

Setiap benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan laju tetap sepanjang garis lurus, kecuali jika diberi gaya total yang tidak nol.  

Isaac Newton – Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 1687

Kecenderungan sebuah benda untuk mempertahankan keadaan diam atau gerak tetapnya pada garis lurus disebut inersia (kelembaman).

Oleh karena itu, Hukum Newton I sering disebut juga dengan Hukum Inersia atau Hukum Kelembaman.

Rumus Hukum Newton I

Secara matematis, Hukum I Newton dirumuskan sebagai berikut.

Dari rumus di atas, dapat dikatakan bahwa:

• percepatan pada benda sama dengan nol
• kecepatan benda konstan
• benda akan tetap diam atau bergerak lurus
• benda bergerak lurus beraturan dengan kecepatan konstan.

Contoh Hukum Newton I

Contoh Hukum Newton I dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kita berada di dalam angkot yang sedang melaju cepat.

Kemudian sang supir mengerem mobil secara mendadak karena ada kucing lewat. Akibatnya, badan kita akan terdorong ke depan.

Contoh lain, ketika tengah duduk di dalam angkot yang tengah berhenti menunggu penumpang tiba-tiba bergerak ke depan karena berhenti di tempat yang dilarang. Akibatnya, badan kita akan terdorong ke belakang.   

Contoh Soal Hukum Newton I dan Pembahasannya

1. Jika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol, maka

• Benda tidak akan dipercepat
• Benda selalu diam
• Perubahan kecepatan benda nol
• Benda tidak mungkin bergerak lurus beraturan.

Pernyataan yang benar adalah …

A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (3) saja
C. (2) dan (4) saja
D. (4) saja
E. (1), (2), (3), (4)

Jawaban : B

Pembahasan:

Dari Hukum I Newton, jika ΣF = 0 maka:

• percepatan pada benda sama dengan nol
• kecepatan benda konstan
• benda akan tetap diam atau bergerak lurus
• benda bergerak lurus beraturan dengan kecepatan konstan.

2. Pada saat kalian naik sebuah bus yang sedang melaju cepat tiba-tiba direm dan kalian akan terdorong ke depan. Hal ini terjadi karena …

A. Gaya tarik bus
B. Gaya dorong bus
C. Gaya pengerem bus
D. Sifat kelembaman tubuh kalian
E. Pengurangan kecepatan bus yang mendadak

Jawaban: D

Pembahasan:

Hukum I Newton menyatakan bahwa setiap benda cenderung mempertahankan keadaannya, yaitu tetap diam atau tetap bergerak dengan kecepatan konstan.

Dengan demikian, ketika naik sebuah bus yang sedang melaju cepat kemudian tiba-tiba direm, tubuh akan terdorong ke depan.

Hal ini disebabkan oleh sifat kelembaman tubuh yang cenderung mempertahankan keadaannya, dalam hal ini keadaan bergerak.

Hukum Newton II

Hukum Newton II adalah salah satu hukum tentang gerak yang menjelaskan tentang hubungan antara gaya yang bekerja pada sebuah benda dengan percepatan yang ditimbulkan oleh gaya tersebut.

Bunyi Hukum Newton II

Hukum Newton II menyatakan bahwa,

Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya.

Isaac Newton – Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 1687

Rumus Hukum Newton II

Hukum Newton II atau yang dikenal juga dengan Hukum Akselerasi secara matematis dinyatakan sebagai berikut.

Dengan :
a = percepatan (m/s²)
m = massa benda (kg)
ΣF = resultan gaya (N).

Dari persamaan tersebut dapat dikatakan bahwa arah percepatan yang dihasilkan oleh suatu resultan gaya pada suatu benda sama dengan arah resultan gaya yang bekerja padanya.

Contoh Hukum Newton II

Contoh Hukum Newton II dalam kehidupan sehari-hari salah satunya adalah bola yang ditendang oleh Lionel Messi pada momen penalti dalam sepak bola.

Sesaat sebelum tendangan dilakukan, Messi meletakkan bola di titik penalti dan disaksikan oleh wasit. Bola tersebut diam di titik penalti sehingga kecepatannya nol.  

Kemudian, Messi melakukan ancang-ancang untuk menendang bola. Beberapa detik kemudian Messi menendang bola tersebut ke arah gawang yang dikawal oleh Iker Casillas.

Karena ditendang, bola memperoleh percepatan sehingga terjadi perubahan kecepatan pada bola yang awalnya nol menjadi tidak nol.

Jika Messi menendang bola tersebut dengan keras maka gaya yang bekerja pada bola tersebut juga akan semakin besar.

Sehingga, semakin besar gaya yang bekerja pada bola maka percepatan yang dialami bola juga akan semakin besar. Dengan demikian, percepatan berbanding lurus dengan gaya.

Jika bola yang ditendang Messi lebih berat, maka percepatan yang dialami bola akan menjadi lebih kecil.

Jadi, meskipun Messi menendang bola berat tersebut dengan kekuatan tendangan yang sama, percepatan bola akan semakin kecil.

Hal ini disebabkan percepatan bola berbanding terbalik dengan massa bola.   

Contoh Soal Hukum Newton II dan Pembahasannya

1. Berdasarkan Hukum Newton II, dapat disimpulkan bahwa jika gaya yang bekerja pada sebuah benda bertambah, massa benda tersebut …

A. Berkurang dan percepatan bertambah
B. Bertambah dan percepatan berkurang
C. Tetap dan percepatan berkurang
D. Tetap dan percepatan bertambah
E. Bertambah dan kecepatan berkurang

Jawab: A

Pembahasan:

Hukum Newton II menyatakan sebuah benda yang dikenai gaya akan mengalami percepatan yang besarnya berbanding lurus dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda.

Dengan demikian, jika gaya yang bekerja pada sebuah benda bertambah, maka percepatan akan bertambah sedangkan massa benda berkurang.  

2. Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan awal 5 m/s di atas bidang datar licin. Kemudian benda tersebut diberi gaya tetap searah dengan gerak benda. Setelah menempuh jarak 4 m, kecepatan benda menjadi 7 m/s. Tentukan besar gaya tersebut!

Pembahasan:

Diketahui :
v_o = 5 m/s
v_t = 7 m/s
m = 2 kg
s = 4 km

Ditanya : F = …

Jawab:
Persamaan gerak:  2as = v_t² – v_o²

Hukum Newton III

Hukum Newton III adalah salah satu hukum tentang gerak yang menjelaskan secara kuantitatif bagaimana gaya-gaya memengaruhi gerak.

Bunyi Hukum Newton III

Hukum Newton III menyatakan bahwa,

Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda pertama.

Isaac Newton – Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 1687

Hukum Newton III juga dikenal sebagai Hukum Aksi Reaksi yakni setiap aksi ada reaksi yang sama dan berlawanan arah.  

Rumus Hukum Newton III

Rumus Hukum Newton III adalah sebagai berikut.

Faksi = - Freaksi  

Rumus di atas menunjukkan bahwa gaya aksi reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda dan berlawanan arah.

Contoh Hukum Newton III

Contoh Hukum Newton III dalam kehidupan sehari-hari adalah balon yang telah ditiup kemudian dilepaskan.

Saat balon tersebut dilepaskan, kita akan melihat bahwa balon akan terbang sebagai bentuk reaksi dilepaskannya balon ke arah yang berlawanan dengan udara yang dilepaskan dari dalam balon.

Kejadian aksi reaksi ini terjadi secara bersamaan.   

Contoh Soal Hukum Newton III dan Pembahasannya

1. Ciri-ciri gaya aksi reaksi adalah …
A. Besar berlawanan, arah sama
B. Sebagai sebab akibat dan keduanya timbul secara bersama-sama
C. Tidak segaris kerja dan saling meniadakan
D. Bekerja pada dua benda yang berbeda
E. Tidak terjadi interaksi antara kedua benda

Jawaban: D

Pembahasan:

Hukum Newton III menyatakan ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda pertama.

Dari Hukum Newton III, ciri-ciri gaya aksi reaksi adalah sebagai berikut.

• Bekerja pada dua benda yang berbeda
• Besarnya sama tetapi arahnya berlawanan
• Bukan sebagai sebab akibat, tetapi keduanya timbul secara bersama-sama
• Segaris kerja dan tidak saling meniadakan
• Selalu berpasangan dan terjadi jika dua benda berinteraksi

2. Di dalam lift ditempatkan sebuah timbangan badan. Saat lift dalam keadaan diam, seseorang menimbang badannya. Didapatkan bahwa berat orang tersebut 500 N. Jika lift bergerak ke atas dengan percepatan 5 m/s², g = 10 m/s², maka berat orang tersebut menjadi …

A. 100 N
B. 250 N
C. 400 N
D. 500 N
E. 750 N

Jawaban: E

Pembahasan:

Diketahui :
w = 500 N
a = 5 m/s²
g = 10 m/s²

Ditanya: Berat orang tersebut ketika lift bergerak ke atas

Jawab :
N = m (a + g)
N = 50 x (5 + 10)
N = 50 x 15
N = 750 N

Jadi, berat orang dalam lift yang dipercepat ke atas adalah 750 N.

The post Hukum Newton: Bunyi – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.