A. Hukum I
Newton
Setiap
benda pada prinsipnya bersifat lembam, artinay bahwa benda itu mempunyai sifat
untuk mempertahankan keadaannya. Sebuah benda dalam keadaan diam mempunyai
kecenderungan untuk tetap diam, dan jika benda sedang bergerak, mempunyai kecenderungan
untuk tetap bergerak. Sifat yang dimiliki benda seperti itulah yang disebut
dengan sifat kelembaman atau sifat inersia.
Hukum I Newton :
Jika sebuah
benda dalam keadaan diam, akan tetap diam, atau jika benda tersebut sedang
bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan.
Jadi menurut hukum I Newton,
jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah nol, benda tersebut
akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan tergantung dari keadaan awalnya.
secara matematis dapat ditulis dalam bentuk persamaan :
ΣF
= 0
Sebagai
contoh dalam kehidupan sehari–hari sifat kelembaman dapat dirasakan pada saat
naik kendaraan. Pada saat berada di dalam kendaraan atau mobil yang mula-mula
dalam keadaan diam, kemudian mobil mulai bergerak maka badan kita akan terasa
terdorong kebelakang karena badan kita ingin mempertahankan keadaan mula-mula,
yaitu ingin tetap diam. Demikian juga jika kendaraan yang kita tumpangi dengan
tiba-tiba direm, maka badan kita akan terdorong ke depan karena badan kita
ingin tetap mempertahankan keadaannya yaitu tetap bergerak. Itulah sebuah
contoh hukum I Newton yang dialami oleh badan kita.
B. Hukum II Newton
Hukum
II Newton membicarakan hubungan antara gaya yang bekerja pada sebuah benda
dengan percepatan yang ditimbulkan oleh gaya tersebut. Di bawah ini ditunjukkan
beberapa percobaan untuk mengamati hubungan antara masa benda m, gaya F yang
bekerja pada benda itu, serta percepatan yang dapat ditimbulkannya.
Berdasarkan keadaan tersebut,
Newton mengemukakan hukum ke II tentang gerak sebagai berikut ;
Hukum II
Newton :
Percepatan
yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus
dengan gaya itu, dan berbanding terbalik dengan massa benda. Arah percepatan
sama dengan arah gaya itu.
Pernyataan diatas dapat dituliskan dalam
bentuk persamaan ;
k
merupakan tetapan perbandingan yang dalam SI harganya = 1
dengan demikian persamaan diatas dalam SI
menjadi :
F = m . a
secara umum dapat ditulis dalam bentuk :
ΣF = m . a
m = massa benda (m)
a = percepatan benda (m/s2)
ΣF = jumlah gaya
yang bekerja pada benda (Newton)
Gaya Berat dan Gaya Normal
a.
Gaya Berat
Kita
mengetahui bahwa gaya tarik bumi memberikan percepatan pada setiap benda.
Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya gravitasi ini disebut percepatan
gravitasi, diberikan lambang g. Besar g ini tergantung jarak benda ke
pusatbumi. Makin jauh jarak benda ke pusat bumi maka makin kecil percepatan
gravitasinya. Besar g dipermukaan bumi kira-kira 9,8 m/s2. Yang
dimaksud dengan gaya berat atau berat suatu benda adalah besarnya gaya
gravitasi yang diterima oleh benda itu. Bila berat ini diberi lambang w,
menurut hukum II Newton ;
m
= massa benda (kg) w
= m . g
g
= percepatan gravitasi (m/s2)
w = gaya berat atau berat benda (kg . m/s2)
atau Newton (N)
Perbedaan Massa dan Berat
Massa: - Merupakan
besaran skalar, hanya memiliki besar saja.
- Merupakan ukuran kelembaman
sebuah benda. makin besar massa sebuah benda, makin besar sifat lembamnya.
-
Satuannya kg atau gr.
Berat: -
Merupakan besaran vektor, selain punya besar juga memiliki arah menuju ke pusat
bumi.
-
Merupakan ukuran besarnya gaya tarik bumi terhadap suatu benda.
-
Satuannya Newton atau Dyne.
b.
Gaya Normal
Jika kita meletakkan sebuah
balok diatas meja, ternyata balok langsung diam. Kita tahu bahwa balok memiliki
gaya berat w. Apabila gaya yang bekerja pada balok itu hanya gaya berat w,
tentu balok akan jatuh. Tidak jatuhnya balok tentu karena ada gaya lain yang
mengimbangi gaya berat w. Gaya lain ini diperoleh balok dari permukaan meja
yang arahnya ke atas (tegak lurus bidang kontak). Gaya inilah yang disebut gaya
normal.
Adanya
gaya normal disebabkan balok memberikan gaya sentuh (gaya kontak) pada meja.
Untuk bidang kontaak yang mendatar, gaya kontak (K) sama dengan gaya berat (w)
dan gaya kontak ini diimbangi oleh gaya normal yang besarnya sama tapi
berlawanan arah.
Jika
bidang kontak miring, maka arah gaya normal juga miring ke atas tegak lurus
bidang kontak. Jika bidang kontaak vertikal, maka arah gaya normal mendatar
atau horizontal.
C. Hukum III Newton
Pernyataan ketiga
dari Newton tentang gerak atau hukum III newton adalah :
Hukum III
Newton :
Jika kita
mengerjakan gaya pada sebuah benda, benda itu akan mengerjakan gaya pada kita
yang sama besarnya, tetapi dengan arah yang berlawanan.
Pernyataan diatas disebut dengan gaya
aksi-reaksi. Semakin besar gaya aksi yang diberikan semakin besar pula gaya
reaksi yang diberikan.
Dalam kehidupan
sehari-hari kita misalkan saat kita mendorong dinding, apa yang kita rasakan?.
Kita akan merasa bahwa dinding tersebut juga mendorong kita. Contoh lain dari
gaya aksi-reaksi adalah ;
-
gaya tarik
menarik bumi dan bulan
-
gaya tarik
menarik antara kutub utara dengan kutub selatan
-
gaya tolak
menolak antar muatan-muatan listrik.
Jadi gaya aksi-reaksi secara matematis dapat
ditulis dengan persamaan ;
F aksi = - F reaksi
Namun demikian, ada beberapa hal yang harus
diperhatikan dalam membahas pengertian aksi-reaksi ini, yaitu sebagai berikut ;
1. Gaya aksi-reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda.
2. Besarnya gaya aksi-reaksi sama, namun arahnya berlawanan.
3. Gaya aksi-reaksi timbul secara berpasangan (tidak ada gaya aksi
tanpa reaksi, dan sebaliknya)