Hukum Newton dan Gerak Benda

Setiap benda yang bergerak disebabkan karena ada gaya yang bekerja padanya. Gaya yang bekerja tersebut bisa terdiri dari satu gaya dan bisa juga resultan dari beberapa gaya. Gaya – gaya yang bekerja pada benda tersebut akan menimbulkan percepatan pada benda sehingga menyebabkan gerak dan perubahan kecepatan. Newton membuat perumusan mengenai gerak yang dialami oleh benda sebagai berikut: “ Setiap benda akan bergerak lurus beraturan atau diam untuk selamanya jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut”. Pernyataan yang dikeluarkan oleh Newton ini dikenal dengan hukum kelembaman (Hukum I Newton). Sifat lembam ini dikatakan sebagai sifat benda yang selalu mempertahankan keadaanya. Sebagai contoh yang paling mudah adalah ketika kita naik kendaraan dimana saat kendaraan bergerak maju kita akan terdorong ke belakang dan jika kendaraan direm maka kita akan terdorong ke depan.

Dari pernyataan Newton tersebut dapat kita simpulkan bahwa jika ada sebuah benda terletak diam di suatu tempat, maka benda ini akan diam selamanya sampai ada pengaruh gaya yang menyebabkan ia bergerak. Begitu juga jika sebuah benda itu dalam keadaan bergerak maka ia akan bergerak terus selamanya selagi tidak ada gaya yang menghalangi gerak itu. Andaikan kita memiliki bola dan lantai datar yang licin tanpa ada gesekan dan tanpa ada hambatan angin atau yang lainnya, kemudian bola ini kita gelindingkan maka bola ini akan menggelinding selama-lamanya. Masalahnya apa ada di dunia ini benda yang tidak dipengaruhi sama sekali oleh gaya?

Berkaitan dengan gaya yang bekerja pada benda ini kemudian Newton mengeluarkan pernyataan yang sering dikenal dengan Hukum II Newton sebagai berikut: “Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dengan besarnya gaya itu, searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda”. Secara matematis pernyataan Newton ini dapat dituliskan sebagai berikut:

a = F / m

dimana:

a          = percepatan yang dialami benda yang dikenai gaya (m/s²)

F          = Gaya yang bekerja pada benda (Newton)

m         = Massa benda (Kg)

Karena gaya bekerja pada benda bisa lebih dari satu gaya maka F ini merupakan sigma atau resultan dari semua gaya-gaya yang bekerja. Karena itu dapat juga rumus di atas ditulis sebagai berikut:

a = Σ F / m

Jika kita melihat pola rumus di atas, maka dapat kita simpulkan bahwa semakin besar gaya yang bekerja pada benda semakin besar pula percepatan yang akan ditimbulkannya pada benda tersebut. Sebaliknya jika gaya yang bekerja semakin kecil maka percepatan benda akan semakin kecil. Pola rumus di atas juga bisa kita ubah seperti berikut:

Σ F = m . a  atau          m = Σ F / a

Sebagai contoh dapat kita lihat persolan berikut ini:

Sebuah benda yang bermassa 10 kg awalnya diam, kemudian ditarik dengan gaya horizontal sebesar 100 Newton. Jika gaya lain diabaikan, berapakah percepatan yang dialami oleh benda tersebut? Berapakah kecepatannya setelah ditarik selama 10 detik? Berapakah jarak yang ditempuhnya dalam waktu itu?

Penyelesaian:

Dik :

            m         = 10 kg

            F          = 100 N

            t           = 10 detik

            Vo        = 0 (karena benda awalnya dalam keadaan diam)

Dit :

a.       Percepatan (a) yang dialami benda?

b.      V benda setelah ditarik 10 detik?

c.       S yang ditempuh benda dalam waktu 10 detik?

Jawab :

            a          = Σ F / m

                        = 100 / 10

                        = 10 m/s²

            Vt        = Vo + a.t

                        = 0 + 10.10

                        = 100 m/s

            St         = So + Vo.t + ½.a.t²

                        = 0 + 0 + ½. 10. 10²

                        = 500 meter

Selain pernyataan di atas Newton juga mengeluarkan sebuah pernyataan tentang Aksi dan Reaksi sebagai berikut "Jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda yang kedua ini akan mengerjakan gaya pada benda yang pertama yang besarnya sama dengan yang diterima tapi arahnya berlawanan". Pernyataan ini lebih dikenal dengan Hukum III Newton atau hukum aksi reaksi. Menurut Newton jika kita memberikan gaya (aksi) kepada sebuah benda, maka benda tersebut akan memberikan gaya perlawanan (reaksi) sebesar gaya yang kita berikan. Pernyataan Newton ini dapat dirumuskan secara matematis seperti berikut:

F aksi = - F reaksi

Dimana tanda negatif menandakan bahwa gaya reaksi yang diberikan oleh benda selalu berlawanan arah dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Untuk memperdalam silahkan anda pelajari soal soal latihan yang berkaitan dengan hukum newton dengan mengklik kategori posting atau menu fisika.

Tweet

Subscribe to receive free email updates: