Hukum Newton merupakan hukum dasar dinamika yang merumuskan pengaruh gaya terhadap perubahan gerak benda. Hukum Newton terdiri atas Hukum Newton I, II, dan III.
Hukum Newton sendiri dibuat oleh fisikawan terkemuka Isaac Newton. Menurut Hukum Newton, sebuah benda yang semula diam akan bergerak jika dikenai suatu gaya.
Mengenal Sir Isaac Newton
Sebelum kita membahas lebih lanjut tentang Hukum Newton, mari kita mengenal sosok di balik teori ini. Sir Isaac Newton adalah seorang fisikawan, matematikawan, dan ahli astronomi terkemuka yang hidup pada abad ke-17. Ia dikenal sebagai salah satu tokoh terpenting dalam sejarah ilmu pengetahuan, terutama karena penemuan-penemuan revolusionernya yang mengubah pemahaman kita tentang gerak dan gravitasi.
Prinsip Dasar Gerak Newton
Hukum Newton terdiri dari tiga prinsip dasar gerak yang menjadi dasar bagi ilmu fisika modern. Mari kita bahas satu per satu prinsip-prinsip tersebut:
1. Hukum Pertama Newton (Hukum Inersia)
Hukum pertama Newton, juga dikenal sebagai hukum inersia, menyatakan bahwa sebuah benda cenderung tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus dengan kecepatan tetap, kecuali ada gaya eksternal yang bekerja padanya. Dengan kata lain, benda akan tetap dalam keadaannya jika tidak ada gaya yang mengubah keadaan geraknya.
2. Hukum Kedua Newton (Hukum Perubahan Gerak)
Hukum kedua Newton menjelaskan hubungan antara gaya, massa, dan percepatan. Menurut hukum ini, percepatan sebuah benda sebanding dengan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut. Rumus matematis dari hukum ini dapat dituliskan sebagai F = m * a, di mana F adalah gaya, m adalah massa benda, dan a adalah percepatannya.
3. Hukum Ketiga Newton (Hukum Aksi dan Reaksi)
Hukum ketiga Newton menyatakan bahwa setiap aksi memiliki reaksi yang sebanding dan berlawanan arah. Artinya, jika suatu benda memberikan gaya pada benda lain, maka benda yang terkena gaya akan memberikan gaya dengan besar yang sama, tetapi arahnya berlawanan.
Prinsip Dasar Gravitasi Newton
Selain prinsip dasar gerak, Hukum Newton juga membahas tentang gravitasi, yang dijelaskan oleh Hukum Gravitasi Newton. Berikut adalah penjelasan mengenai prinsip dasar gravitasi Newton:
Hukum Gravitasi Newton
Hukum Gravitasi Newton menyatakan bahwa setiap objek dengan massa menarik objek lain dengan gaya tarik yang sebanding dengan massa kedua objek dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua objek tersebut. Rumus matematis dari hukum ini dapat dituliskan sebagai F = G * (m1 * m2) / r^2, di mana F adalah gaya gravitasi, G adalah konstanta gravitasi, m1 dan m2 adalah massa kedua objek, dan r adalah jarak antara kedua objek.
Hukun Newton 1
Hukum Newton 1 adalah menunjukkan resultan gaya yang bekerja pada benda dengan komposisi yang sama dengan nol, maka benda yang awalnya diam akan selamanya terus diam.
Sedangkan benda awalnya bergerak lurus beraturan, maka akan selamanya terus bergerak lurus beraturan dalam kecepatan yang tetap.
Jadi dapat disimpulkan bahwa dalam Hukum Newton 1 percepatan benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa atau berat benda itu sendiri.
Sifat benda pada Hukum Newton 1 cenderung mempertahankan keadaannya semula dengan sifat kelembaman atau kadar inersia yang sama. Itulah sebabnya mengapa Hukum Newton 1 disebut juga dengan istilah Hukum Kelembaman.
Bentuk dari momen inersia pada Hukum Newton 1 terjadi beragam, misalnya momen inersia linear, momen inersia massa, dan momen inersia polar atau kutub.
Besaran tegangan-tegangannya pun berbeda sesuai bahan yang digunakan, seperti tegangan lengkung dan tegangan puntir, maka menghitungnya bisa berdasarkan momen inersianya. Contoh yang dapat dilihat dalam kehidupan sehari-hari adalah saat kita berlari.
Pada saat akan memulai lari, seorang pelari mengalami hambatan udara yang lebih kecil daripada daya dorongnya sehingga pelari tersebut dapat berakselerasi.
Rumus dan contoh soal Hukum Newton I
∑F = 0
Keterangan :
∑F: resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
Contoh soal :
Balok mengalami gaya tarik F1 = 15 N ke kanan dan gaya F2 ke kiri. Jika benda tetap diam berapa besar F2?
Jawaban:
Karena benda tetap diam, sesuai dengan Hukum I Newton
∑F= 0
F1-F2= 0
F1= F2= 15 N
Hukum Newton 2
Hukum Newton 2 adalah berkaitan dengan kondisi benda yang bergerak dalam keadaan massa benda dan gaya yang ada pada benda tersebut juga diperhitungkan.
Hal ini menunjukan percepatan benda akan berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja pada benda tersebut, sedangkan massanya akan berbanding terbalik dengan percepatan benda. Arah percepatan benda akan sama dengan arah gaya total yang bekerja pada benda tersebut.
Melalui Hukum Newton 2 gaya benda kemudian akan menjadi semakin besar jika memperoleh kekuatan gaya yang searah dengan laju benda tersebut bergerak.
Sebaliknya, jika diberikan gaya berlawanan atau bertolak belakang melawan gaya benda, maka laju gaya akan semakin lambat atau kecepatannya mengecil karena terjadi perubahan kecepatan dan laju yang berubah.
Besar kecilnya lambat atau cepat yang dimiliki benda bergerak tersebut, maka akan memengaruhi arah gerak benda.
Hukum ini menjelaskan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda tidak sama dengan nol, maka benda tersebut akan bergerak dengan kecepatan tertentu, alias benda yang bergerak pasti memiliki percepatan.
Hukum Newton II berbunyi “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 massa (m).”
Setiap benda cenderung mempertahankan keadaannya selama tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Hasil eksperimen Newton menunjukkan bahwa gaya yang diberikan pada benda akan menyebabkan benda tersebut mengalami perubahan kecepatan.
Saat gaya tersebut searah dengan gerak benda, kecepatannya bertambah dan saat gaya tersebut berlawanan dengan gerak benda, kecepatannya akan berkurang.
Saat gaya tersebut searah dengan gerak benda, kecepatannya bertambah dan saat gaya tersebut berlawanan dengan gerak benda, kecepatannya akan berkurang.
Rumus dan contoh soal Hukum Newton II
F= m.a
F= gaya yang bekerja pada benda (N)
m= massa benda yang diberi gaya (kg)
a= percepatan benda yang diberi gaya ( m/s2 )
Bila gaya bekerja lebih dari satu ditulis :
∑F= ∑ m.a
Contoh soal :
Sebuah mobil bermassa 1,5 ton bergerak dengan kelajuan 72 km/jam. Mobil tersebut tiba-tiba direm dengan gaya pengereman sebesar F=2,4×10 4 N hingga berhenti. Berapa jarak yang ditempuh mobil tersebut mulai direm sampai berhenti?
Jawaban:
F = ma
24000 = 1500a
a = 16 m/s2
Jarak yang ditempuh dapat ditemukan dengan:
v2/t = v2/0-2as
0 = 202-2(16)(s)
32s = 400
s =12,5 m
Nah itulah informasi yang bisa kami bagikan mengenai Hukum Newton, semoga informasi yang kami bagikan ini bermanfaat dan terima kasih telah membaca.
