Hukum Newton 1, 2, 3 : Pengertian, Bunyi, Rumus, & Contoh soal

Newton (1642-1727) mempunyai nama lengkap Isaac Newton. Ia lahir di Woolsthrope, Inggris. Pada umur 18 tahun ia masuk Universitas Cambridge. Dari tempat itulah, Newton menghasilkan karya-karya cemerlang di bidang kalkulus integral, hukum newton tentang gerak, dan hukum gravitasi universal. Pada saat itu, umumnya para ilmuwan menghasilkan ciptaannya hanya melalui teori, tanpa melalui eksperimen. Akan tetapi, Newton menemukannya melalui eksperimen. Hasil karya Newton tentang gerak dirangkum dalam hukum I Newton, hukum II Newton, dan hukum III Newton.

Isaac Newton

1. Hukum 1 Newton

Setiap benda bersifat lembam atau bersifat ingin mempertahankan keadaannya. Maksudnya, setiap benda yang berada dalam keadaan diam mempunyai kecenderungan untuk tetap diam. Sebaliknya, benda yang berada dalam keadaan bergerak akan mempunyai kecenderungan untuk tetap bergerak lurus beraturan. Oleh Newton, gejala seperti itu dinyatakan sebagai berikut.

Setiap benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan selama tidak ada gaya yang mengubahnya atau mempengaruhinya. Selanjutnya, pernyataan itu dikenal dengan hukum I Newton. Kecenderungan sebuah benda untuk mempertahankan keadaan diam atau gerak tetapnya pada garis lurus disebut inersia (kelebaman). Dengan demikian, hukum I Newton sering disebut dengan hukum inersia.

Suatu benda yang dapat melayang di udara akan tetap diam apabila tidak diberi sentuhan. Sebaliknya, apabila disentil sedikit saja benda tersebut akan bergerak lurus beraturan. Hal itu dapat diperlihatkan dengan alat seperti pada gambar di bawah ini.

Kelembamam suatu benda

Bagian sisi-sisi pada alat ini diberi lubang-lubang kecil berpola teratur. Dari salah satu sisi, ditiupkan udara. Sebuah lipatan kertas yang berada di atasnya akan tetap melayang di tempat. Amati arah gerakan dari lipatan kertas tersebut apabila diberi sentuhan.

2. Hukum II Newton

Sebuah gaya yang dikenakan pada sebuah benda akan dapat menyebabkan perubahan gerak, baik arah maupun kelajuan. Dengan demikian, ada hubungan antara gaya dan percepatan. Apabila digambarkan grafik hubungan antara F, a, dan m adalah seperti gambar berikut.

Grafik hubungan a dan F

 

Grafik hubungan a dan m

Berdasarkan grafik di atas, dapat diketahui bahwa percepatan berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massa. Pernyataan ini dapat diformulasikan sebagai berikut.

berdasarkan dua persamaan di atas, dapat diperoleh hubungan

satuan gaya F adalah kg m/s² atau Newton

Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan sebagai berikut.

Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dengan gaya itu, searah dengan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.

Pernyataan di atas pertama kali dikemukakan oleh Newton dan dinamakan hukum II Newton. Jika ∑F = 0 maka a = 0. Artinya, jika resultan gaya yang mengenainya nol, benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan. Keadaan seperti itu sesuai dengan hukum I Newton. Dengan demikian, hukum I Newton dapat dikatakan sebagai kasus khusus dari hukum II Newton.

Contoh

Sebuah kotak bermassa 10 kg ditarik dengan gaya sebesar 20 N. apabila ada gaya penghambat pada kotak sebesar 5 N, tentukan jarak yang ditempuh kotak setelah 8 sekon.

Penyelesaian

Gaya tarik F₁ = 20 N, gaya penghambat F­₂ = 5 N

Dengan menggunakan hukum II Newton, akan diperoleh besar percepatan benda.

∑F = ma

F₁ – F₂ = ma

20 – 5 = 10a

a = 1,5 m/s²

apabila kecepatan awal benda v₀ = 0, jarak yang ditempuh benda selama 8 s dapat dicari dengan:

    x = 48 m

3. Hukum III Newton

Apabila seseorang memberikan gaya pada suatu benda, tetapi berlawanan arah. Dengan kata lain, jika benda pertama mengerjakan gaya pada benda kedua, benda kedua akan mengerjakan gaya yang sama pada benda pertama, tetapi arahnya berlawanan.

Pernyataan ini dikenal sebagai hukum III Newton atau hukum aksi-reaksi. Gaya yang dikerjakan benda pertama disebut gaya aksi, sedangkan gaya yang dikerjakan benda kedua disebut gaya reaksi. Kedua gaya itu sama besar, tetapi berlawanan arah.

 F_aksi  = F_reaksi

 Contoh pasangan gaya aksi-reaksi adalah sebagai berikut.

Gaya aksi-reaksi

F₁ dan F’₁ serta F₂  dan F’₂  merupakan  pasangan gaya aksi-reaksi. Akan tetapi, F₁ dan F’₂ serta F’₁  dan F₂ bukan pasangan gaya aksi-reaksi.

Catatan:

Jika tegangan tali tetap, F₁ = -F’₂ dan F’₁ = F₂ . hal itu terjadi jika balok diam atau bergerak lurus beraturan, akan tetapi, jika balok bergerak makin cepat, F₁ > F₂ atau F’₂.

Hukum Newton 1, 2, 3 : Pengertian, Bunyi, Rumus, & Contoh soal