Materi Pelajaran Hukum Newton 1,2, dan 3 Beserta Contoh Soalnya
Hukum Newton merupakan salah satu pembahasan yang diajarkan dalam fisika. Zenius Blog kali ini menyajikan Hukum Newton 1,2, dan 3 beserta contoh soalnya yang bisa bantu kamu dalam mempelajarinya.
Hukum Newton 1
Bunyi Hukum Newton 1 adalah “Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali ada gaya yang bekerja untuk mengubahnya”.
Berdasarkan hukum ini, kamu dapat memahami bahwa suatu benda cenderung mempertahankan keadaannya. Benda yang diam akan cenderung untuk tetap diam dan benda yang bergerak akan cenderung untuk tetap bergerak. Oleh karena itu, Hukum Newton I juga disebut sebagai hukum kelembaman atau hukum inersia.
Contoh penerapan Hukum Newton I dapat kamu amati apabila kamu sedang dalam kendaraan yang sedang bergerak kemudian direm secara mendadak, maka badan kamu akan terdorong ke depan. Itulah yang dimaksud dengan “kecenderungan untuk tetap melaju”. Contoh lainnya dapat kamu amati apabila kamu sedang duduk pada kendaraan yang diam kemudian bergerak secara mendadak, maka badan kamu akan tersentak ke belakang. Itulah yang dimaksud dengan “kecenderungan untuk tetap diam”.
Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda bernilai 0 maka benda yang awalnya diam akan tetap diam dan untuk benda yang awalnya bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Dalam persamaan matematika, Hukum Newton I dapat ditulis:
Contoh Soal
Benda diam, hitunglah gaya normal yang bekerja pada benda!
Pembahasan:
m = 6 kg
g = 10 m/s2
W = m . g
= 6 x 10
= 60 N
Dari contoh soal, kita dapat mengetahui bahwa berat (W) berat dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan gaya normal (N) selalu tegak lurus ke permukaan yang bersentuhan dengan benda. Perhatikan gambar berikut.
Sehingga,
N – W = 0
N – 60 = 0
N = 60 N
Contoh-contoh diatas merupakan peristiwa kelembaman atau inersia. Sifat kelembaman suatu benda ditentukan oleh massa benda tersebut. Makin besar massa benda, maka kelembamannya akan semakin besar.
Massa merupakan besaran inersia suatu benda. Semakin besar massa suatu benda, maka akan semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuat benda tersebut melakukan akselerasi atau percepatan. Selain itu, massa benda yang besar akan lebih susah untuk digerakkan dari posisi diam dan susah dihentikan dari kondisi bergerak.
Hukum Newton 2
Bunyi Hukum Newton 2 adalah “Perubahan dari gerak selalu berbanding lurus terhadap gaya yang dihasilkan / bekerja, dan memiliki arah yang sama dengan garis normal dari titik singgung gaya benda”.
Berdasarkan Hukum Newton II, kamu dapat memahami bahwa suatu benda akan bertambah kelajuannya jika diberikan gaya total yang arahnya sama dengan arah gerak benda. Akan tetapi, jika arah gaya total yang diberikan pada benda tersebut berlawanan dengan arah gerak benda maka gaya tersebut akan memperkecil laju benda atau bahkan menghentikannya.
Karena perubahan kelajuan atau kecepatan merupakan percepatan. Maka dapat disimpulkan bahwa gaya total yang diberikan pada benda dapat menyebabkan percepatan. Contoh penerapan hukum Newton II dapat kamu amati apabila kamu menendang sebuah bola (artinya kamu memberikan gaya kepada bola), maka bola tersebut akan bergerak dengan percepatan tertentu.
Sebuah benda dengan massa m mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan a yang arahnya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M atau bisa dituliskan sebagai :
Dimana:
= gaya total yang bekerja pada benda (N)
= massa benda (kg)
= percepatan benda (m/s2)
Contoh soal:
Perhatikan gambar berikut.
Pembahasan:
Berapakah percepatan benda?
Berapa tegangan tali?
ma = 7 kg
mb = 3 kg
F = 50 N
Pada benda A, terdapat gaya tegangan tali (T) ke kanan.
Karena
T = 7 . a ….(i)
Pada benda B, terdapat gaya tegangan tali (T) ke kiri dan F = 50 N ke kanan
Sehingga,
50 – T = 3 . a ….(ii)
Dari persamaan I dan ii, kita eliminasi untuk mendapatkan nilai a
T = 7a
50 – T = 3a
50 = 10a
a = 5 m/s2
Selanjutnya, substitusi nilai ke salah satu persamaan untuk mendapatkan nilai T
T = 7a
= 7 . 5
= 35 N
Jadi percepatan benda sebesar 5 m/s2 dan tegangan tali sebesar 35 N.
Hukum Newton 3
Bunyi Hukum Newton 3 adalah “Untuk setiap aksi selalu ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah: atau gaya dari dua benda pada satu sama lain selalu sama besar dan berlawanan arah”
Gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan arah berkebalikan, dan segaris. Dalam persamaan matematika, Hukum Newton 3 dapat ditulis:
Hukum Newton III dinotasikan dengan rumus:
Dimana:
= gaya yang diberikan pada benda 2 (N)
= gaya yang diterima kembali pada benda 1 (N)
Contoh penerapannya adalah saat kamu memukul meja (artinya memberikan gaya kepada meja), maka meja tersebut akan memberikan gaya kembali kepada tangan kamu dengan besar yang sama dan berlawanan arah dengan arah gaya yang kamu berikan. Oleh karena itu, semakin besar kamu memukul meja, maka tangan kamu akan semakin sakit karena meja melakukan gaya yang juga semakin besar ke tangan kamu. Perhatikan gambar dibawah.
Contoh Soal
Jika benda ini diam, carilah besar dan arah gaya gesek !
Pembahasan:
mA = 4 kg
mB = 5 kg
WA = m . g
= 4 x 10
= 40 N
WB = m . g
= 5 x 10
= 50 N
Pada contoh soal, kita anggap katrolnya licin maka katrolnya tidak bergerak dan tali tidak bergesekan dengan katrol sehingga tegangan tali dianggap sama (T). Asumsikan gaya gesek (f) ke kiri . Perhatikan gambar berikut.
Benda A
WA – T = 0
40 – T = 0
T = 40 N
Benda B
T – WB . sin 37– f = 0
40 – 50 . 3/5– f = 0
40 – 30 – f = 0
10 – f = 0
f = 10 N (f bernilai positif maka asumsi gaya gesek ke kiri benar)
Jadi, gaya gesek benda sebesar 10 N ke kiri.
Berat dan Massa
Massa adalah banyaknya materi yang terkandung dalam sebuah benda, satuannya kilogram, nilainya tetap dimana pun tempatnya.
Berat merupakan gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah benda, satuannya Newton, nilainya berubah-ubah sesuai tempat
Rumus menghitung berat :
w = m/g
Dengan
w = berat benda (N)
m = massa benda (kg)
g = perceatan. gravitasi bumi (m/s2)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar