penggunaan hukum newton(file yang akan dikumpul)
DESCRIPTION
okTRANSCRIPT
Penggunaan Hukum Newton
A. Hukum Newton I
Hukum Pertama Newton disebut hukum kelembaman, kelembaman adalah sifat
dasar dari sebuah benda, yaitu benda akan mempertahankan kedaannya. Hukum Perama
Newton berbunyi ”Sebuah benda yang diam akan tetap diam dan yang bergerak lurus
beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan selama tidak ada resultan gaya yang
bekerja padanya”.
Hukum Newton I dirumuskan sebagai berikut :
∑F = 0 , maka partikel akan diam
Berikut ini adalah aplikasi nyata untuk konsep hukum Newton I dalam kehidupan
sehari-hari :
a. Penumpang akan serasa terdorong kedepan saat mobil yang bergerak cepat direm
mendadak.
b. Ketika kamu sedang naik angkutan kota dengan laju tetap tiba-tiba angkutan kota digas
atau kecepatnnya ditambah maka badan kamu akan terdorong ke belakang.
c. Benda diam yang ditaruh di meja tidak akan jatuh kecuali ada gaya luar yang bekerja
pada benda itu.
d. Ayunan bandul sederhana;
e. Kelereng yang berada diatas kertas di meja akan tetap diam ketika kertas ditarik secara
cepat dan lurus.
f. Pesawat terbang yang bergerak mendatar.
g. Roket yang akan bergerak naik ke udara.
Dari contoh aplikasi diatas memperlihatkan bahwa benda dalam hal ini
cenderung akan mempertahankan keaadaannya. Jadi yang sedang bergerak akan tetap
bergerak atau yang diam akan tetap diam bila tidak ada resultan gaya yang bekerja
padanya.
1
Gambar berikut menunjukan
aplikasi Hukum I Newton :
1. Roket
a. Sebelum pembakaran gas
panas:
Roket diam, kecepatan nol
b. Saat mesin diaktifkan:
Dorongan dari gas panas
meningkat, berat menurun.
c. Saat dorongan lebih besar
dari berat: Gaya luar yang
bekerja pada roket akan
mengangkat roket, dan
kecepatan juga meningkat.
2. Menendang bola
a. bola yang diam, akan tetap
diam.
b. Saat bola ditendang dari gaya
luar yang tidak seimbang.
c. Bola yang bergerak lurus
beraturan akan memiliki
kecepatan dan arah yang
konstan.
d. Kecuali bola itu distop oleh
jaring, maka bola akan
berhenti.
3. Ayunan bandul sederhana
2
Dimana : T = tegangan tali
Θ = sudut tali
L = panjang tali
Mg = berat bandul
Fext = gaya luar pada
bandul bandul
4. Benda jatuh
a. Sebelum dijatuhkan:
Benda disamping diam, karena
kecepatan nol, ada berat tapi
tidak ada tarikan.
b. Ketika benda dijatuhkan:
Kecepatan benda meningkat,
tarikan benda ke bawah
sehingga benda jatuh
mengikuti gravitasi bumi.
c. Ketika daya tarik keatas sama
dengan berat:
Benda tidak lagi mengalami
percepatan, dan benda berada
di posisi dan kecepatan
konstan.
5. Layang-layang
a. Kondisi awal layang-layang:
3
Layang-layang berada di
keadaan stabil, kecepatan
vertikal nol, dan dorongan
menyeimbangkan berat juga
tarikan vertikal layang.
b. Angin kencang:
Gaya dorong keatas tergantung
pada kecepatan angin, gaya
tidak stabil sehingga layang-
layang mengalami kecepatan
vertikal keatas.
c. Tegang tali bertambah:
Tarikan vertikal bergantung
pada tegangan tali, gaya
menjadi stabil, dan kecepatan
vertikal menjadi nol.
6. Pesawat terbang yang bergerak
mendatar :
a. Ketika terbang di ketinggian
konstan:
Jika daya dorong pesawat, dan
daya tarik dari udara sama,
maka pesawat akan memiliki
kecepatan konstan.
b. Jika daya mesin pesawat
bertambah:
Pesawat mengalami percepatan
dan kecepatan bertambah.
Kecepatan udara bergantung
pada kecepatan pesawat.
4
c. Ketika daya dorong pesawat
dan daya tarik udara kembali
konstan:
Pesawat tidak lagi mengalami
percepatan, tapi sekarang
pesawat berada di ketinggian
yang berbeda, dan tentunya
dengan kecepatan konstan.
7. Mobil yang melakukan
pengereman
Penumpang pada mobil akan
mengalami gaya dorong ke
depan, sedangkan mobil
berusaha memberikan gaya
tarik ke belakang agar mobil
tersebut berhenti.
B. Hukum Newton II
Hukum kedua Newton tentang gerak sebagai dasar untuk mempelajari dinamika
gerak lurus yaitu, ilmu yang mempelajari gerak dengan memperhitungkan penyebabnya.
Hukum kedua Newton tentang gerak menyatakan bahwa “Percepatan yang diberikan
oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda adalah sebanding dengan resultan
gaya serta berbanding terbalik dengan massa benda”.
Menurut Hukum Newton II :
Percepatan yang timbul pada sebuah benda karena dipengaruhi oleh sebuah gaya F akan
sebanding dengan besarnya gaya F tersebut.
5
Searah dengan gaya F.
Berbanding terbalik dengan massa benda m.
Secara matematis hukum kedua Newton dinyatakan sebagai berikut.
∑F = m. a
Dimana: m adalah massa benda
a adalah percepatan benda
Aplikasi nyata untuk konsep Hukum Newton II dalam kehidupan sehari-hari :
a. Pada saat kamu naik sepeda, atau naik sepatu roda ketika menuju jalan yang menurun,
maka sepatu roda kamu akan bertambah kecepatannya. Artinya gerak kamu yang
memakai sepatu roda mengalami penambahan kecepatan.
b. Kendaraan yang melaju dijalan raya akan mendapatkan percepatan yang sebanding
dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massa kendaraan.
c. Saat berada di dalam lift, berat badan kita seolah-olah naik.
d. Permainan kelereng. Kelereng yang bergerak pada bidang menurun akan lebih besar
percepatannya, sedangkan kelereng yang bergerak pada bidang menaik maka akan
mengalami perlambatan.
e. Menggeser barang pada bidang miring.
f. Sistem Katrol.
g. Benda massanya kecil diberi gaya yang sama dengan benda yang massanya besar, akan
mengalami percepatan yang lebih besar dibandingkan dengan benda yang massanya
besar.
Berikut adalah beberapa
pengertian gaya dari berbagai
faktor :
6
a. Bentuk yang berbeda:
Gaya = perubahan daya
gerak dengan perubahan
waktu
b. Dengan massa konstan:
Gaya = massa dikalikan
dengan percepatan
Maka, gaya juga dapat
dirumuskan sebagai.
Gaya = massa dikalikan
dengan perubahan
kecepatan terhadap waktu.
Gaya, percepatan, momentum, dan kecepatan adalah vektor. Setiap mereka
memiliki besar dan arah.
Gambar disamping
menunujukkan bahwa
kelereng yang didorong
dengan gaya yang sama akan
menghasilkan percepatan yang
berbeda tergantung dari
permukaannya :
a. Permukaan menurun :
percepatan meningkat
b. Permukaan menaik :
percepatan menurun
Gambar disamping menunjukkan 2
ekor serigala yang menarik sebuah
beban bermassa 50 kg. Gaya dorong
7
yang dihasilkan oleh serigala sebesar
200 N. Maka dengan rumusan:
F = m.a, percepatan yang dialami pada
gambar disamping menunjukan 4 meter
per sekon kuadrat.
Aplikasi hukum newton II
diterapkan juga pada sistem
kerja lift terlihat pada gambar
disamping. Pada gambar A, saat
lift diam hanya gaya berat yang
bekerja pada lift. Pada gambar
B, saat lift naik, maka gaya
tegangan tali mendorong lift ke
atas karena gaya tegang tali
lebih besar dari gaya berat.
Hukum Newton II juga diaplikasikan pada bidang miring. Penjelasannya pun
dapat kita lihat dari gambar dibawah ini dengan perumusan hukum newton II.
Penggunaan hukum Newton II juga berlaku pada
sistem katrol, dimana massa katrol dan gerak rotasi
8
katrol itu sendiri diabaikan. Maka gaya yang ada pada katrol disamping yaitu:
T = gaya tegangan tali
m1 = massa pada benda 1
W1 = berat benda 1
m2 = massa pada benda 2
W2 = berat benda 2
Dengan perumusan sebagai berikut.
∑F = m a
W1+T1-T2-W2 = (m1+m2) a
Gambar disamping masih menunjukkan
sistem katrol tapi dengan perumusan yang
berbeda yaitu:
∑F = m. a
-fkA +TA-TB+WB = (mA+mB). a
Dimana, fkA= gaya gesek benda A
terhadap bidang
C. Hukum Newton III
Hukum Newton ketiga tentang gerak mengatakan bahwa “Jika benda
pertama mengerjakan gaya pada benda kedua, maka benda kedua akan
mengerjakan gaya pada benda pertama, yang besarnya sama dan arah berlawanan”.
Hukum Newton ketiga tentang gerak ini memperlihatkan bahwa gaya ini akan ada
bila ada dua benda yang saling berinteraksi. Pada hukum ketiga Newton ini gaya-
gaya selalu berpasangan. Jika benda P mengerjakan gaya pada benda Q, maka
9
fka
benda Q akan mengerjakan gaya pula pada benda P. Yang besarnya sama tapi arah
berlawanan. Hukum Newton ke-3 tentang gerak ini dinamakan juga dengan hukum
aksi-reaksi, dimana :
F aksi = - Freaksi
Penjelasannya adalah bila benda P mengerjakan gaya pada benda Q dinamakan
sebagai gaya aksi, sebaliknya bila benda Q mengerjakan gaya pada benda P
dinamakan dengan gaya reaksi. Besar gaya aksi-reaksi selalu sama tetapi arah
berlawanan.
Konsep fisika dari aksi reaksi adalah sebagai berikut:
Pasangan aksi reaksi ada bila dua benda berinteraksi.
Aksi reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda.
Aksi reaksi sama besar tetapi berlawanan arah.
Aplikasi Hukum Newton III dalam kehidupan sebagai berikut :
a. Seorang anak memakai skate-board dan berdiri mengahadap tembok. Jika anak
tersebut mendorong tembok (Faksi), maka tembok akan mendorong tangan dengan
besar gaya yang sama tetapi berlawanan (Freaksi) sehingga anak tersebut terdorong ke
belakang.
b. Saat palu besi memukul ujung paku berarti palu mengerjakan gaya pada ujung
Paku (Faksi) maka paku akan memberikan gaya pada palu (Freaksi).
c. Ketika kaki atlit renang menolak dinding tembok kolam renang (Faksi) maka
tembok kolam renang akan mengerjakan gaya pada kaki perenang (F reaksi) sehingga
perenang terdorong ke depan.
d. Saat berjalan, anda mendorong lantai ke belakang (Faksi) dan lantai mendorong
anda ke depan (Freaksi).
e. Ketika kaki atlit pelari mendorong papan start ke belakang (Faksi) dan papan start
mendorong pelari ke depan (Freaksi).
f. Peristiwa roket, saat roket menyemburkan gas panas ke bawah (Faksi) dan gas
panas mendorong roket vertikal ke atas (Freaksi).
Berikut adalah aplikasi penerapan Hukum Newton Ketiga dalam kehidupan :
10
1. Saat pemanah memanjangkan
busurnya dan menarikkan panahnya
ke belakang (Faksi) kemudian busur
panah mendorong panah tersebut ke
depan (Freaksi).
2. Saat menembak dengan senapan,
peluru mendorong senapan ke
belakang (Faksi) dan senapan
mendorong peluru ke depan
(Freaksi).
3. Saat pemain skateboard A dan B
bertabrakan dan mereka melakukan
dorongan kedalam bersama (Faksi),
maka dorongan kedalam bersamaan
tadi mengeluarkan dorongan keluar
yang bersamaan juga (Freaksi)
sehingga kedua dari mereka tidak
terjadi tabrakan.
4. Seorang pria disamping mendorong
sebuah benda yang akan
menghasilkan gaya aksi pada benda
(Faksi) kemudian benda mendorong
balik pria tersebut yang dinamakan
sebagai gaya reaksi dari benda
(Freaksi).
11
5. Mesin roket mendorong roket untuk
naik atau ke atas (Faksi) sedangkan
gas panas menyembur ke bumi dan
mendorong dari bawah (Freaksi).
6. Pesawat terbang
a. Udara mengalir dan terdorong kebelakang oleh baling-baling (Faksi) sedangkan
baling-baling mendorong pesawat kedepan (Freaksi).
b. Aliran udara mendorong kebawah oleh sayap pesawat (Faksi) sedangkan sayap
pesawat mengangkat keatas (Freaksi)
12
D. SOAL LATIHAN
1. Tiga buah balok masing-masing bermassa 12 kg, 24 kg dan 31 kg yang berada di atas lantai horisontal dihubungkan dengan dua buah tali dimana balok 31 kg berada ditengah. Balok 40 kg ditarik oleh sebuah gaya sebesar 65 N. Bila lantainya licin, tentukan percepatan dan tegangan pada kedua tali ?
2. Sebuah mobil mempunyai massa 3.000 kg. Dari keadaan diam mulai bergerak setelah 12 sekon kecepatan mobil mencapai 6 m/s. Hitunglah gaya yang bekerja pada mobil ?
3. Suatu benda dijatuhkan dari atas bidang miring yang licin dan sudut kemiringan 300. Tentukanlah percepatan benda tersebut jika g = 10 m/s2 dan massa benda 4 kg ?
4.
5.
6.
13
E. JAWABAN1.
2. Dik : m : 3000 kg v0 : 0 m/s v1 : 6 m/s t0 : 0 s t1 : 12 sDit : F : ...?Jwb : F : m.a
: m.∆v/∆t : 3000. (6-0)/(12-0) : 3000. ½ : 1500 N
3. Diketahui : m = 4 kg g = 10 m/s2
θ = 300 Ditanya : a ? Jawab : F = mg sin θF = - mg sin θ = ma a = - g sin θ = - 10 sin 300 = - 10 . (0,5) = 5 m/s2
14
NaT
NaTsma
aaaTamamTT
aaaTamTamTT
aamT
64,11)97,0(1212
92,34)97,0(3636/97,067
65
67363165
361224
12
1
22
23323
122212
11
4.
5.
15
6.
16
DAFTAR PUSTAKA
. 2011. Contoh Penerapan Hukum Newton (I,II dan III). Pustaka Fisika.
http://pustakafisika.wordpress.com/2011/09/20/contoh-penerapan-hukum-newton-
i-ii-dan-iii/ (diakses 11 September 2013).
. 2011. Hukum II Newton. Erni_Nay’s_Blog.
http://blog.uad.ac.id/erni/2011/12/16/hukum-ii-newton/ (diakses 11 September
2013).
. 2011. Newton’s Laws of motion : 1-Newton’s first law of motion. Science
Education Center. http://scienceuniverse101.blogspot.com/2011/12/newtons-
laws-of-motion.html (diakses 11 September 2013).
. 2012. Hukum Ke-3 Newton : Aksi-Reaski. Gomuda.com.
http://www.gomuda.com/2012/12/hukum-ke-3-newton-aksi-dan-reaksi.html
(diakses 11 September 2013).
. 2012. Penerepan Hukum-Hukum Newton. DANURFP.
http://danurpf.wordpress.com/2012/10/08/penerapan-hukum-hukum-newton/
(diakses 11 September 2013).
. 2013. Hukum Newton Tentang Gerak-Contoh Soal UN. Gurumuda.Net.
http://gurumuda.net/hukum-newton-tentang-gerak-contoh-soal-un.html (diakses
11 September 2013).
. Hukum Newton Dan Contoh Soal. Autoricky.
http://rickyshinoby.blogspot.com/p/hukum-newton-dan-contoh-soal.html
(diakses 11 September 2013).
. http://www2.jogjabelajar.org/modul/adaptif/fisika/2_partikel_2/fis105_28.html
(diakses 11 September 2013).
. http://northcanton.sparc.org (diakses 11 September 2013).
17
.
http://elib.sman1subang.sch.id/gilmu/adaptif/fisika/1_partikel_1/fisx04_berat.ht
ml (diakses 11 September 2013).
. Modul 03.Osilasi Harmonik Sederhana (Bandul Otomatis).Laboratorium Fisika
Dasar. http://lfd.fmipa.itb.ac.id/modul-03-osilasi-harmonik-sederhana-bandul-
matematis/ (diakses 11 September 2013).
. NASA. http://www.grc.nasa.gov (diakses 11 September 2013).
Aditresna, Rahadian. 2012. Indahnya Memberi. Rahadian Aditresna Blog’s.
http://oyrahadian.blogspot.com/2012/10/indahnya-memberi.html (diakses 11
September 2013).
Amalia, Rezky. 2013. Contoh Soal Hukum 3 Newton. We Love Physich.
http://rezkyphysic.blogspot.com/2013/01/contoh-soal-hukum-3-newton.html
(diakses 11 September 2013).
Ethan. 2011. What Newton’s 3 Laws Can Teach You. ScienceBlogsTM.
http://scienceblogs.com/startswithabang/2011/02/24/what-newtons-3-laws-can-
teach/ (diakses 11 September 2013).
Lestari, Fitria L. 2012. Aplikasi Hukum Newton Dalam Kehidupan Sehari-hari. Fisika
Itu Indah. http://marlansukafisika-fisikaituindah.blogspot.com/2012/09/aplikasi-
hukum-newton-dalam-kehidupan.html (diakses 11 September 2013).
Paramita, Indria. 2011. Hukum I Newton. Indria Pratama.
http://blog.uad.ac.id/indriaparamita/2011/12/15/hukum-i-newton/ (diakses 11
September 2013).
Yuniarti. 2012. Hukum Newton I, II, III Tentang Gerak dan Penerapannya. Physics
World. http://yuniartifisika.blogspot.com/2012/12/hukum-newton-i-ii-iii-tentang-
gerak-dan_3982.html (diakses 11 September 2013).
18