Hukum Newton
Hukum gerak Newton terdiri dari tiga, yakni hukum I Newton, Hukum II Newton dan Hukum III Newton.
Hukum I Newton
Hukum
I Newton menyatakan bahwa setiap benda yang sedang diam akan akan tetap
diam atau setiap benda yang sedang bergerak lurus dengan kelajuan tetap
akan terus bergerak lurus dengan kelajuan tetap jika gaya total yang
bekerja pada benda tersebut sama dengan nol.
Perhatikan
sebuah benda di sekitar anda, misalnya meja atau batu atau benda
apapun. Meja yang sedang diam akan tetap diam seperti itu jika tidak
digerakkan atau tidak diberi gaya luar seperti gaya dorong atau gaya
tarik. Demikian juga benda lainnya yang sedang diam. Apakah tidak ada
gaya yang bekerja pada meja atau batu atau benda yang diam ? Ada gaya
yang bekerja pada benda tersebut, tetapi jumlah semua gaya yang bekerja
pada benda tersebut atau gaya total sama dengan nol. Gaya yang bekerja
pada benda yang sedang diam di atas permukaan planet seperti bumi adalah
gaya berat (w) dan gaya normal
(N). Arah gaya berat tegak lurus ke bawah menuju pusat bumi, arah gaya
normal tegak lurus ke atas. Besar kedua gaya ini sama tetapi berlawanan
arah karenanya gaya total sama dengan nol.
Bagaimana
dengan benda yang sedang bergerak lurus dengan kelajuan konstan ? Untuk
memperjelas persoalan ini, andaikan anda mendorong sebuah benda,
misalnya sekeping logam, di atas permukaan lantai. Setelah didorong,
keping logam tersebut melambat lalu berhenti karena adanya gaya gesek.
Agar keping logam bergerak lebih jauh atau lebih lama maka anda harus
melicinkan permukaan lantai dan permukaan keping logam. Semakin licin
permukaan lantai dan permukaan keping logam, keping logam bergerak
semakin jauh. Andaikan permukaan lantai licin sempurna dan tidak ada
gesekan maka keping logam akan terus bergerak dan tidak berhenti. Apakah
tidak ada gaya yang bekerja pada keping logam yang sedang bergerak di
atas permukaan lantai licin sempurna ? Ada gaya yang bekerja pada keping
logam, yakni gaya berat dan gaya normal. Kedua gaya ini bekerja pada
arah vertikal dan tidak mempengaruhi gerakan keping logam pada arah
horisontal jika lantai licin sempurna.
Hukum II Newton
Hukum
II Newton menyatakan bahwa jika gaya total yang bekerja pada sebuah
benda tidak sama dengan nol maka benda akan mengalami percepatan. Besar
percepatan sebanding dengan besar gaya total dan berbanding terbalik
dengan massa benda. Arah percepatan sama dengan arah gaya total.
ΣF = m a (1.2)
Keterangan : ΣF = gaya total (kg m/s2), m = massa (kg), a = percepatan (m/s2)
Persamaan 1.2 adalah pernyataan matematis dari hukum II Newton.
Jika
besar percepatan sama dengan nol (a = 0) maka persamaan 1.2 berubah
menjadi persamaan 1.1. Jadi hukum I Newton merupakan kasus khusus dari
hukum II Newton.
Berdasarkan
persamaan 1.2 disimpulkan bahwa semakin besar gaya, semakin besar
percepatan. Sebaliknya semakin besar massa, semakin kecil percepatan.
Hubungan antara gaya, massa dan percepatan lebih dipahami setelah anda
melakukan percobaan berkaitan dengan hal ini. Salah satu percobaan yang
bisa dilakukan adalah percobaan mempercepat kereta dinamika di atas rel
menggunakan beban bermassa yang jatuh bebas. Gunakan ticker timer untuk
mengetahui besar percepatan kereta.
Hukum III Newton
Hukum
III Newton menyatakan bahwa jika benda 1 memberikan gaya pada benda 2
maka pada saat yang sama benda 2 memberikan gaya pada benda 1. Besar
kedua gaya sama tetapi arah kedua gaya berlawanan. Salah satu gaya
disebut aksi, gaya lain disebut reaksi (gaya aksi reaksi)
Faksi = – Freaksi (1.3)
Persamaan 1.3 merupakan pernyataan matematis dari hukum III Newton. Tanda negatif pada persamaan 1.3 menjelaskan arah gaya.
Lakukan
percobaan agar anda lebih memahami hukum III Newton. Jika anda
mempunyai papan luncur, doronglah tembok sambil berdiri di atas papan
luncur. Setelah mendorong tembok, papan luncur bergerak ke belakang.
Arah dorongan anda ke depan, sedangkan arah gerakan papan luncur ke
belakang. Hal ini menunjukan bahwa tembok juga mendorong anda. Ketika
anda mendorong tembok, pada saat yang sama, tembok juga mendorong anda.
Gaya dorong anda bekerja pada tembok sedangkan gaya dorong tembok
bekerja pada anda. Besar kedua gaya sama tetapi berlawanan arah. Anda
bisa menyebut salah satu gaya sebagai aksi dan gaya lain sebagai reaksi.
Percobaan
lain yang bisa dilakukan adalah meniup sebuah balon karet lalu setelah
balon karet mengembang karena terisi udara, lepaskan balon. Setelah
dilepaskan, balon tersebut “terbang”. Arah gerakan balon berlawanan
dengan arah keluarnya udara dari balon. Bagaimana menjelaskan hal ini ?
Ketika mulut balon dilepaskan, balon mendorong udara keluar. Pada saat
yang sama, udara juga mendorong balon. Gaya dorong udara menyebabkan
balon terbang. Gaya dorong balon bekerja pada udara, gaya dorong udara
bekerja pada balon. Besar kedua gaya sama tetapi arahnya berlawanan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar