Berikut ini akan kita bahas mengenai dinamika gerak, hukum newton, hukum newton 1, hukum newton 2, hukum newton 3, hukum newton 1 2 3, hukum 1 newton, hukum 2 newton, hukum 3 newton, hukum-hukum newton, bunyi hukum newton 1, bunyi hukum newton, bunyi hukum newton 2, bunyi hukum newton 3, bunyi hukum newton 1 2 3, hukum newton iii, penerapan hukum newton, contoh hukum 1 newton, contoh hukum newton 2, gaya newton, philosophiae naturalis principia mathematica, principia.
Dinamika Gerak
Pernahkah Anda melihat sebuah roket yang akan terbang ke luar angkasa? Mengapa sebuah roket ketika meluncur membutuhkan tenaga yang sangat besar?
Sebuah roket memiliki gas panas yang dipancarkan dari ruang pembakaran dan pancaran ini menyebabkan timbulnya gaya reaksi pada roket tersebut. Gaya tersebut akan mengangkat serta mempercepat roket sehingga dapat terbang ke luar angkasa.
Seseorang yang telah berjasa dalam ilmu Fisika terutama dinamika, yakni Sir Isaac Newton, mengungkapkan tiga hukumnya yang terkenal tentang gerak.
Hingga saat ini, penemuannya tentang gaya dan gerak masih digunakan dalam kehidupan sehari-hari, terutama dalam bidang teknologi modern yang semakin pesat.
Mungkin Anda dapat menemukan contoh dari dinamika dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada alat menimba air di dalam sumur ketika Anda akan mengambil air.
Sistem yang digunakan dalam alat tersebut adalah katrol, yang membantu Anda dalam menarik ember yang berisi air dengan menggunakan tali. Semua bahasan tersebut akan dibahas dalam materi dinamika berikut ini.
Apa yang Anda lakukan ketika hendak memindahkan atau menggeser sebuah benda? Anda akan mendorongnya atau menariknya, bukan?
Demikian pula ketika Anda hendak menghentikan benda yang sedang bergerak, Anda harus menahan gerak benda tersebut. Ketika Anda mendorong, menarik, atau menahan benda, dikatakan Anda tengah mengerahkan gaya pada benda tersebut.
Selain itu, Anda juga harus mengerahkan gaya untuk mengubah bentuk benda. Sebagai contoh, bentuk balon atau bola akan berubah bentuk ketika Anda tekan. Dengan demikian, gaya adalah suatu besaran yang dapat mengakibatkan gerak atau bentuk benda menjadi berubah.
Pada pembahasan kali ini, Anda akan mempelajari gerak dengan memperhatikan gaya penyebabnya. ilmu ini disebut dinamika. Perlu diingat bahwa penulisan besaran vektor pada contoh soal ditulis sebagai besaran skalar saja, sedangkan pada penurunan rumusnya ditulis sebagai vektor.
Hukum Newton
Coba dorong sebuah benda di rumah Anda yang menurut Anda berat, Apa yang Anda rasakan? Jika Anda mendorongnya, mungkin akan terasa berat. Akan tetapi, jika teman-teman Anda membantu untuk mendorong benda tersebut, mungkin akan terasa lebih ringan. Mengapa bisa terjadi?
 |
| Seseorang mendorong sebuah piano |
Semakin besar gaya yang diberikan maka semakin mudah Anda mendorongnya. Semua yang Anda lakukan tersebut terjadi karena terdapat gaya yang bekerja pada benda. Teori mengenai dinamika gerak ini diterangkan oleh seorang ilmuwan Fisika yang bernama Isaac Newton.
Dalam pembahasan ini, Anda akan mempelajari hukum gerak Newton secara berurutan. Hukum pertama, memperkenalkan konsep kelembaman yang telah diusulkan sebelumnya oleh Galileo. Hukum kedua, menghubungkan percepatan dengan penyebab percepatan, yakni gaya.
Hukum ketiga, merupakan hukum mengenai aksi-reaksi. Newton menuliskan ketiga hukum geraknya dalam sebuah buku yang terpenting sepanjang sejarah, yakni Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, yang dikenal sebagai principia.
1. Hukum 1 (Pertama) Newton
Banyak peristiwa lain yang menunjukkan bahwa setiap benda cenderung untuk mempertahankan keadaannya. Ketika Anda berada di dalam mobil yang sedang melaju, tiba-tiba mobil direm secara mendadak, Anda akan terdorong ke depan.
Demikian juga ketika mobil dari keadaan diam, tiba-tiba akan bergerak ke depan pada saat Anda menginjak gas, Anda akan merasakan bahwa badan Anda menekan bagian belakang tempat duduk Anda.
Contoh lainnya adalah ketika mobil yang Anda tumpangi melintasi tikungan, Anda seolah-olah akan terlempar ke sisi luar tikungan.
Pada prinsipnya, benda yang diam akan tetap diam sebelum ada gaya yang menarik atau mendorongnya sehingga dapat bergerak.
Demikian juga pada benda yang sedang bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan dan akan dapat berhenti jika ada gaya yang melawan gerak tersebut. Keadaan ini disimpulkan oleh Newton sebagai berikut.
Setiap benda tetap dalam keadaan diam atau bergerak dengan kelajuan konstan pada garis lurus kecuali ada resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Pernyataan di atas dikenal sebagai Hukum 1 (Pertama) Newton. Kecenderungan benda mempertahankan keadaannya, yaitu diam atau bergerak dengan kelajuan konstan dalam garis lurus, disebut kelembaman atau inersia. Oleh karena itu, Hukum Pertama Newton disebut juga sebagai hukum Kelembaman.
2. Hukum 2 (Kedua) Newton
Seperti telah dikemukakan sebelumnya, setiap benda cenderung mempertahankan keadaannya selama tidak ada resultan gaya yang bekerja benda tersebut. Apa yang terjadi jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut tidak sama dengan nol?
Hasil eksperimen Newton menunjukkan bahwa gaya yang diberikan pada benda akan menyebabkan benda tersebut mengalami perubahan kecepatan.
Ketika gaya tersebut searah dengan gerak benda, kecepatannya bertambah dan ketika gaya tersebut berlawanan dengan gerak benda, kecepatannya berkurang. Dengan kata lain, jika resultan gaya yang bekerja pada benda tidak sama dengan nol, benda akan bergerak dengan suatu percepatan.
Hasil eksperimen Newton juga menunjukkan bahwa percepatan benda sebanding dengan resultan gaya yang diberikan. Akan tetapi, hubungan antara resultan gaya dan percepatan pada benda satu yang dihasilkan berbeda dengan benda lainnya.
Kenyataan ini mengantarkan Newton pada konsep massa benda. Massa adalah ukuran kelembaman suatu benda. Semakin besar massa benda, semakin sulit untuk mengubah keadaan geraknya.
Dengan kata lain, semakin besar massa benda, semakin besar gaya yang harus diberikan untuk menggerakkannya dari keadaan diam atau menghentikannya dari keadaan bergerak.
Sebagai contoh, sebuah mobil lebih lembam dan memerlukan gaya yang besar untuk mengubah geraknya dibandingkan dengan sebuah sepeda motor.
Dengan demikian, mobil memiliki massa lebih besar daripada sepeda motor. Hubungan antara resultan gaya, massa, dan percepatan secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.
dengan: F = gaya (newton atau, disingkat, N),
m = massa benda (kg), dan
a = percepatan benda(m/s2).
Semakin besar resultan gaya yang diberikan pada benda, semakin besar percepatan yang dihasilkannya. Jadi, percepatan benda sebanding dengan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Arah percepatan sama dengan arah resultan gayanya.
3. Hukum 3 (Ketiga) Newton
Gaya selalu muncul berpasangan. Ketika Anda memukul pasak kayu menggunakan palu, pasak akan memberikan gaya kepada palu.
Demikian pula, ketika Anda berjalan di atas lantai, Anda memberikan gaya pada lantai melalui telapak kaki atau alas sepatu Anda maka lantaipun memberikan gaya pada telapak kaki atau alas sepatu Anda sebagai reaksi terhadap gaya yang Anda berikan.
Dengan kata lain, ketika suatu benda memberikan gaya pada benda lainnya, benda kedua akan memberikan gaya yang sama dan berlawanan arah pada benda pertama. Pernyataan di atas dikenal sebagai Hukum 3 (Ketiga) Newton.
Sifat pasangan gaya aksi-reaksi besarnya selalu sama, segaris, saling berlawanan arah, dan bekerja pada benda yang berbeda.
Contoh Soal 1:
Contoh Soal 2:
Contoh Soal 3:
Tanda negatif menunjukkan bahwa resultan gaya yang diberikan harus berlawanan arah dengan kecepatan awal benda. Jadi, besarnya resultan gaya yang harus diberikan adalah 6.000 N dan berlawanan arah dengan gerak benda.
