Hukum Newton

Kalian yang setiap hari naik kendaraan, baik itu kendaraan pribadi maupun kendaraan umum, dan kendaraan roda empat atau motor tanpa disadari sudah menerapkan salah satu hukum dalam ilmu fisika yaitu hukum Newton.

Bagaimana hukum newton bisa diterapkan hanya dengan berkendara?

Pengertian hukum, sampai dengan contoh penerapan dalam kehidupan sehari – hari akan dibahas dalam topik ini. Langsung saja pelajari dengan cermat dan teliti.

Pengertian Hukum Newton

Hukum Newton adalah hukum yang merelasikan hubungan antara gaya yang bekerja pada sebuah benda dan kemudian menyebabkan terjadinya suatu gerakan.

Penemu hukum ini sesuai dengan nama hukum yang dicetuskan yaitu Sir Isaac Newton. Ilmuwan fisika ini tidak hanya ahli dalam bidang fisikan akan tetapi matematika, filsafat, dan juga ilmu lainnya.

Hukum newton tentang gerak yang disebabkan oleh suatu benda akan dirangkum dalam pembagian 1, 2, dan 3 berikut ini.

Hukum Newton 1

Hukum newton tentang gerak disebutkan dalam bunyi hukum newton 1.

Bunyi Hukum :

"Benda yang semula diam akan tetap diam, dan benda yang bergerak akan tetap gerak dengan kecepatan yang konstan (tidak ada percepatan), jika resultan gaya tersebut sama dengan nol".

Resultan gaya itu sendiri merupakan jumlah gaya atau keseluruhan gaya yang bekerja pada benda memiliki besaran dan juga arah.

Lebih detailnya, bunyi atau pernyataan dari hukum tersebut jika disubstitusikan, maka rumusnya sebagai berikut :

Rumus Hukum Newton 1

\sum F=0

Keterangan dari simbol di atas, yaitu :

F = Gaya (satuan : N)

Gaya yang bergerak dengan resultan yang besarnya nol, maka akan bergerak dengan kecepatan tetap tanpa adanya percepatan, dan melaju ke arah yag sama. Begitu juga jika benda diam, maka akan tetap diam.

Sedangkan resultan gaya yang bekerja pada benda tidak sama dengan nol, maka akan mengalami percepatan menuju arah yang sama dengan gaya tersebut.

Benda akan bergerak semakin cepat, jika arah gaya sama dengan arah gerak benda, jika arah gaya berlawanan, maka benda akan mengalami perlambatan.

Hukum Newton 2

Hukum yang kedua tentang percepatan suatu benda dan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Bunyi hukum tersebut, yaitu :

Bunyi Hukum

"Percepatan dari sebuah benda akan berbanding lurus dengan jumlah gaya (resultan gaya) yang bekerja pada benda, dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan resultan gaya".

Adanya perubahan gerak suatu benda (percepatan ataupun perlambatan) akan sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut.

Rumus Hukum Newton 2

Bunyi newton II akan digambarkan dalam sebuah persamaan substitusi berikut.

\sum F=m\times a\\
\ \\
atau\\
\ \\
a=\frac{\sum F}{m}\\

Keterangan :

• F = Gaya (satuan : N)
• m = Massa atau konstanta (kg)
• a = Percepatan benda atau perubahan gerak (m / s²).

Persamaan rumus di atas dapat diambil kesimpulan bahwa benda dengan nilai massa (m) dengan besar resultan gaya (F), akan mengalami percepatan (a) dengan arah yang sama seperti arah gaya.

Percepatan (a) nilainnya akan berbanding lurus dengan gaya (F), dan berbanding terbalik dengan massa atau konstanta benda (m).

Hukum Newton 3

Setelah pembahasan tentang sebuah benda, dan gerakan yang ditimbulkannya, serta jumlah gaya (resultan daya) dan arahnya pada hukum newton I dan II, maka selanjutnya akan membahas hukum yang ketiga. Hukum III akan membahas tentang aksi dan reaksi gaya dari suatu benda.

Bunyi :

"Setiap aksi akan selalu ada reaksi. Ketika suatu benda memberikan gaya terhadap benda kedua atau benda lainnya, maka benda kedua tersebut akan memiliki gaya yang sama besar, akan tetapi arahnya berlawanan dengan benda yang memberikan gaya (benda pertama)".

Bunyi hukum newton III di atas terkadang juga dilakukan oleh kita ketika sedang pilek. Saat pilek, maka tangan (benda pertama) akan melakukan aksi yaitu menekan hidung (benda kedua), dan rasa sakit atau keluarnya lendir merupakan reaksi yang kita dapatkan.

Semakin keras aksi (memencet), maka semakin sakit atau semakin banyak lendir yang dikeluarkan. Aksi dan reaksi tersebut dapat dijadikan persaaan seperti di bawah ini.

Rumus Hukum Newton 3

F_{aksi}=-F_{reaksi}\\
\ \\
atau\\
 \ \\
F_{1}=-F_{2}\\

Keterangan dari persamaan newton III, dimana benda kedua akan memberikan gaya yang sama dengan benda pertama (aksi), akan tetapi reaksi arahnya berlawanan (-).

Persamaan hukum I sampai III memiliki resultan gaya yang berbeda – beda, dan selain persamaan di atas terdapat persamaan tentang gaya gesek, gaya sejenis, dan gaya berat yang saling keterkaitan dalam hukum newton.

Rumus Gaya Gesek

F_g=\mu\times N

Keterangan dari simbol – simbol dalam gaya gesek, yaitu :

• F_g = Gaya gesek (satuan : N)
• μ = Koefisien gesekan (mikro)
• N = Gaya normal (satuan : N).

Rumus Gaya Berat

Gaya berat berhubungan dengan massa benda dan juga percepatan gravitasi bumi. Jika dijadikan persamaan matematika, maka rumusnya adalah :

w=m\times g

Keterangan :

w = Gaya berat (satuan : N)

m = Massa benda (satuan : kg)

dan g = gravitasi(satuan : m / s²).

Rumus Gaya Sejenis

s=\rho\times g\\
\ \\
atau\\
\ \\
s=\frac{w}{V}

Simbol (w) merupakan gaya berat, sedangkan simbol (V) merupakan volume benda. Jika kalian masih ingat dengan rumus hukum Archimedes dimana terdapat benda di dalam fluida, dan volume fluida yang dipindahkan akan sama besar dengan volume benda tersebut. Maka didapatanlah subtitusi seperti di atas (s = w / V).

Keterangan masing – masing simbol pada gaya sejenis, yaitu :

• s = Gaya sejenis atau berat jenis (satuan : N/ m³)
• ρ = Massa jenis (satuan : kg / m³)
• g = Gravitasi (satuan : m / s²)
• w = Berat benda (satuan : N)
• V = Volume benda (satuan : m³).

Gaya dan hukum newton memiliki hubungan yang saling terkait, baik itu untuk newton I, II, dan III.

Sebelum masuk pada contoh dan pembahasan, serta penerapan dari newton, sebaiknya pelajari juga tentang hukum gravitasi newton.

Apakah hukum gravitasi newton itu?

Hukum Gravitasi Newton

Gaya tarik gravitasi bumi yang bekerja terhadap kedua benda yang sebanding dengan massa benda tersebut dan berbading terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda merupakan bunyi dari hukum gravitasi newton.

Sebuah benda yang ikut tertarik ke arah pusat bumi disebut dengan gravitasi bumi. Dimana terdapat sebuah hukum dalam ilmu fisika, disitu juga akan ada rumus dari bunyi hukum tersebut.

Rumus Hukum Gravitasi

F=G\times \frac{(m_1\times m_2)}{r^2}

Rumus gravitasi newton menyatakan bahwa setiap massa akan menarik massa yang lainnya dengan gara segaris yang menghubungkan kedua massa tersebut.

Besar gaya tarikan yang terjadi akan berbanding lurus dengan kedua massa, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari kedua massa.

Keterangan :

• F = Gaya tarik (satuan : N)
• G = Kontanta gravitasi bumi (satuan : m / s²)
• m₁ dan m₂ = massa 1 dan massa 2 benda (satuan : kg)
• r = jarak antar kedua benda (m)

Supaya dapat memahami materi keseluruhan tentang hukum newton, maka harus berlatih mengerjakan soal seperti berikut ini.

Contoh Soal dan Pembahasan

Sebuah balok bermassa 5 kg digantung pada tali, dan jika balok tersebut dalam keadaan diam, maka berapakah tegangan talinya?

Pembahasan :

Diketahui : m = 5 kg,

maka berat benda (balok), w = m x g = 5 x 10 = 50 N.

konstanta gravitasi ketika benda dalam keadaan diam = 10 m / s².

Jawab :

berdasarkan rumus newton, maka F_aksi (tegangan tali yang digantung) = F_reaksi (berat balok).

T = w

T = 50 N,

Jadi gaya pada tegangan tali yang bekerja pada balok tersebut yaitu 50 N.

Penerapan Hukum Newton

1. Ketika sedang berkendara atau naik kendaraan dan berhenti tiba – tiba, maka penumpang atau si pengendara akan terdorong ke depan.

Si pengendara terdorong dengan kecepatan tetap sesuai dengan kecepatan resultan gaya.

2. Sebuah mobil pengangkut mengantarkan barang dengan massa (barang) sedikit, maka percepatannya lebih besar dibandingkan dengan mobil yang mengangkut barang dengan massa lebih banyak.

Percepatan benda (mobil pengangkut) akan sebanding dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massanya.

Sudah sampai pada tahap kesimpulan seharusnya sudah paham bukan dengan materi hukum di atas? Jika belum, tetaplah pelajari dan berlatih soal dengan lebih banyak lagi.

Rumus – rumus dalam hukum ilmu fisika saling keterkaitan, seperti newton dengan hukum archimedes, dan hukum yang lainnya. Maka dari itu, pelajari semua ilmu fisika agar dapat menerapkan dalam kehidupan sehari – hari, dan mengerti tentang kejadian alam yang memiliki hukum tersendiri.