Hukum Newton

Kompetensi dasar :

5.2 Menerapkan hukum Newton untuk menyelesaikan berbagai peristiwa dalam kehidupan sehari-hari.

Hukum-Hukum Newton Tentang Gerak

·         Hukum I Newton

Hukum I Newton berbunyi “ jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam dan benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan.”

Setiap benda bersifat lembam, artinya benda cenderung mempertahankan kedudukanya, yaitu benda diam akan tetap diam dan benda bergerak cenderung tetap bergerak. Hukum I Newton juga menggambarkan sifat benda yang selalu mempertahankan keadaan diam atau keadaan bergeraknya yang dimanakan inersia atau kelembaman. Oleh karena itu, hukum I Newton disebut juga Hukum Kelembaman.

Secara sistematis hukum I Newton dirumuskan :

F= 0

Artinya, resultan gaya-gaya yang bekerja sama dengan nol. Jika resultan gaya sebuah benda sama dengan nol, berarti benda tersebut tidak memiliki percepatan atau percepatan sama dengan nol.

Contoh penerapan hukum I Newton

1.      Apabila kita sedang naik bus yang sedang berjalan, maka kita juga bergerak terhadap tanah, walaupun kita diam di dalam bus. Apabila kita turun dari bus yang masih dalam keadaan berjalan, agar kita tidak terjatuh, maka kita harus berlari mengikuti gerak bus tersebut.

2.      Apabila kita naik kendaraan yang sedang berjalan dan tia-tiba direm mendadak, kita terdorong kedepan. Tetapi jika kendaraan mua-mula diam kemudian bergerak maju, kita akan terdorong ke belakang.

3.      Kardus yang berada diatas mobil akan terlempar ketika mobil tiba-tiba membelok.

4.      Selembar kertas ang ditauh di bawah gelas berisi air ditarik dengan cepat, maka gelas tidak akan bergerak sedikitpun.

5.      Ketika di depan sepeda motor yang sedang melaju kencang melintas mobil, maka pengemudi motor akan terlempar kedepan saat motor direm secara mendadak.

·         Hukum II Newton

Bayangkan jika suatu lemari didorong oleh kamu dibandingkan dengan didorong dibantu oleh temanmu, maka lemari akan lebih sulit digeser. Dengan demikian, semakin besar gaya yang bekerja pada benda, benda akan bergerak semakin cepat. Sekarang bayangkan pula, jika kamu mendorong sebuah meja dengan gaya yang besarnya sama dengan besar gaya yang digunakan untuk menggeser lemari maka meja tersebut akan bergeser lebih cepat.

 Jadi, dapat kita simpulkan bahwa semakin kecil massa suatu benda, benda akan lebih cepat bergerak. Peristiwa-peristiwa di atas sesuai dengan hukum II Newton yang berbunyi: Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada benda berbanding lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik dengan massa benda.

Bunyi hukum II Newton yaitu “ percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda”.

Secara matematis, hukum II Newton dapat dirumuskan sebagai berikut :

        Keterangan:

      a  : percepatan benda (m/s^2 )

            m : massa benda (kg)

Contoh penerapan hukum II Newton  

1.      Pada gerakan di dalam lift. Ketika kita berada di dalam lift yang sedang bergerak, gaya berat kita akan berubah sesuai pergerakan lift. Saat lift bergerak ke atas, kita akan merasakan gaya berat yang lebih besar dibandingkan saat lift dalam keadaan diam. Hal yang sebaliknya terjadi ketika lift yang kita tumpangi bergerak ke bawah. Saat lift bergerak ke bawah, kita akan merasakan gaya berat yang lebih kecil daripada saat lift dalam keadaan diam.

2.      Jika terjadi tabrakan antara sebuah mobil dengan kereta api, biasanya mobil akan terseret puluhan bahkan ratusan meter dari lokasi tabrakan sebelum akhirnya berhenti. Terseretnya mobil menunjukkan terjadinya perubahan kecepatan pada mobil, karena massa mobil jauh lebih kecil dari pada massa kereta api, maka dengan gaya yang sama mobil medapan percepatan yang sangat besar, sedangkan kereta api tidak mengalami percepatan.

·         Hukum III Newton

Pernahkah kalian melihat seorang yang mendorong tembok? Apakah tembok itu bergeser? Tidak, karena tembok itu lebih kuat dari pada tangan kita, sebaliknya kita akan merasa terdorong ke belakang. Hal ini dikarenakan sebagai reaksi dari dorongan tanganmu tembok balik mengerjakan gaya ke tanganmu. Gaya pada tembok pada tanganmu inilah yang membuat kamu terdorong ke belakang.

Dari ilustrasi tersebut, Newton menyatakan bahwa gaya tunggal yang hanya melibatkan satu benda tak mungkin ada. Gaya hadir jika sedikitnya ada dua benda yang berinteraksi. Pada interaksi ini gaya-gaya selalu berpasangan. Jika A mengerjakan gaya pada B maka B akan mengerjakan gaya pada A. Gaya pertama dapat kamu sebut sebagai aksi dan gaya kedua sebagai reaksi. Ini tidak berarti bahwa aksi bekerja lebih dahulu baru timbul reaksi. Akan tetapi, kedua gaya ini terjadi bersamaan.

Bunyi Hukum III Newton yaitu, “ jika suatu benda pertama mengerjakan gaya terhadap benda kedua, maka benda kedua pun mengerjakan gaya terhadap benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”. Kedua gaya tersebut adalah gaya aksi-reaksi. Secara matematis hukum III Newton dirumuskan :

F1 = - F2

                             Dimana :                            F1 = gaya aksi

                                                     F2 = gaya reaksi

Tanda negatif menunjukkan kedua gaya berlawanan arah.

Contoh penerapan hukum III Newton

1.      Untuk dapat bergerak ke depan, gurita memancarkan air ke belakang. Gaya yang terpancar itu diimbangi oleh gaya yang mendorong guria ke depan yang disebut gaya aksi-reaksi.

2.      Mesin roket atau jet melakukan gaya aksi melalui gas buangan ke belakang. Sebagai reaksinya, gas buangan tersebut melakukan gaya yang sama besarnya pada roket atau jet ke depan. Karena massa gas buangan kecil, gaya tersebut terlontar ke belakang dengan kecepatan tinggi. Gaya reaksi gas buangan mampu menggerakkan roket atau jet ke depan.

3.      Saat senapan ditembakkan oleh pemburu maka peluru terlontar, ternyata senapan juga mengguncang bahu pemburu yang menyangga senapan tersebut.

4.      Roda kendaraan melakukan gaya ke belakang pada jalan. Akibatnya jalan juga melakukan gaya dorong sama besarnya ke depan sebagai reaksi.

5.      Pada seorang penyelam, kaki dan tangan penyelam mendorong air ke belakang (gaya aksi) sehingga badan penyelam terdorong ke depan sebagai gaya reaksi.