Hukum Newton

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)