Hukum Ii Newton
Pengantar
Dalam Hukum I Newton, kita telah berguru bahwa kalau tidak ada gaya total yang bekerja pada sebuah benda, maka benda tersebut akan tetap diam, atau kalau benda tersebut sedang bergerak maka benda tersebut tetap bergerak dengan laju tetap pada lintasan lurus. Apa yang terjadi kalau gaya total tidak sama dengan nol ?
Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, apakah anda sudah memahami pengertian gaya total ? Jika belum, silahkan pahami klarifikasi berikut ini. Selamat berguru Hukum II Newton, semoga sukses hingga di daerah tujuan 
semoga Hukum Newton semakin bersahabat di hati anda 
semoga Hukum Newton semakin bersahabat di hati anda Pengertian Gaya Total
Seperti apakah gaya total itu ? Misalnya kita mendorong sekeping uang logam di atas meja; sehabis bergerak, uang logam yang didorong tersebut berhenti. Ketika kita mendorong uang logam tadi, kita memperlihatkan gaya berupa dorongan sehingga uang logam begerak. Nah, selain gaya dorongan kita, pada logam tersebut bekerja juga gaya tabrakan udara dan gaya tabrakan antara permukaan bawah uang logam dan permukaan meja, yang arahnya berlawanan dengan arah gaya dorongan kita. Apabila jumlah selisih antara kekuatan dorongan kita (Gaya dorong) dan gaya tabrakan (baik gaya tabrakan udara maupun gaya tabrakan antara permukaan logam dan meja) ialah nol, maka uang logam berhenti bergerak/diam. Jika selisih antara gaya dorong yang kita berikan dengan gaya tabrakan tidak nol, maka uang logam tersebut akan tetap bergerak. Selisih antara gaya dorong dan gaya tabrakan tersebut dinamakan gaya total. Semoga ilustrasi sederhana ini bisa membantu anda memahami pengertian gaya total.
Hukum II Newton
Sekarang kita kembali ke pertanyaan awal pada penggalan pengantar. Apa yang terjadi kalau gaya total yang bekerja pada benda tidak sama dengan nol ? Newton menyampaikan bahwa kalau pada sebuah benda diberikan gaya total atau dengan kata lain, terdapat gaya total yang bekerja pada sebuah benda, maka benda yang membisu akan bergerak, demikian juga benda yang sedang bergerak bertambah kelajuannya. Apabila arah gaya total berlawanan dengan arah gerak benda, maka gaya tersebut akan mengurangi laju gerak benda. Apabila arah gaya total berbeda dengan arah gerak benda maka arah kecepatan benda tersebut berubah dan mungkin besarnya juga berubah. Karena perubahan kecepatan merupakan percepatan maka kita sanggup menyimpulkan bahwa gaya total yang bekerja pada benda menjadikan benda tersebut mengalami percepatan. Arah percepatan tersebut sama dengan arah gaya total. Jika besar gaya total tetap atau tidak berubah, maka besar percepatan yang dialami benda juga tetap alias tidak berubah.
Bagaimana hubungan antara Percepatan dan Gaya ? Pernahkah anda mendorong sesuatu ? mungkin motor yang mogok atau gerobak sampah kalau belum pernah mendorong sesuatu seumur hidup anda, aku menyarankan biar sebaiknya anda berlatih mendorong. Tapi jangan mendorong kendaraan beroda empat orang lain yang sedang diparkir, apalagi mendorong teman anda hingga jatuh. Ok, kembali ke dorong…
kalau belum pernah mendorong sesuatu seumur hidup anda, aku menyarankan biar sebaiknya anda berlatih mendorong. Tapi jangan mendorong kendaraan beroda empat orang lain yang sedang diparkir, apalagi mendorong teman anda hingga jatuh. Ok, kembali ke dorong… Bayangkanlah anda mendorong sebuah gerobak sampah yang bau-nya menyengat. Usahakan hingga gerobak tersebut bergerak. Nah, dikala gerobak bergerak, kita sanggup menyampaikan bahwa terdapat gaya total yang bekerja pada gerobak itu. Silahkan dorong gerobak sampah itu dengan gaya tetap selama 30 detik. Ketika anda mendorong gerobak tersebut dengan gaya tetap selama 30 menit, tampak bahwa gerobak yang tadinya diam, kini bergerak dengan laju tertentu, anggap saja 4 km/jam. Sekarang, doronglah gerobak tersebut dengan gaya dua kali lebih besar (gerobaknya didiamin dulu). Apa yang anda amati ? wah, gawat kalau berguru sambil ngelamun…
Jika anda mendorong gerobak sampah dengan gaya dua kali lipat, maka gerobak tersebut bergerak dengan laju 4 km/jam dua kali lebih cepat dibandingkan sebelumnya. Percepatan gerak gerobak dua kali lebih besar. Apabila anda mendorong gerobak dengan gaya lima kali lebih besar, maka percepatan gerobak juga bertambah lima kali lipat. Demikian seterusnya. Kita bisa menyimpulkan bahwa percepatan berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja pada benda.
Seandainya percobaan mendorong gerobak sampah diulangi. Percobaan pertama, kita memakai gerobak yang terbuat dari kayu, sedangkan percobaan kedua kita memakai gerobak yang terbuat dari besi dan lebih berat. Jika anda mendorong gerobak besi dengan gaya dua kali lipat, apakah gerobak tersebut bergerak dengan laju 4 km/jam dua kali lebih cepat dibandingkan gerobak sebelumnya yang terbuat dari kayu?
Tentu saja tidak alasannya percepatan juga bergantung pada massa benda. Anda sanggup membuktikannya sendiri dengan melaksanakan percobaan di atas. Jika anda mendorong gerobak sampah yang terbuat dari sampah dengan gaya yang sama dikala anda mendorong gerobak yang terbuat dari kayu, makaakan terlihat bahwa percepatan gerobak besi lebih kecil. Apabila gaya total yang bekerja pada benda tersebut sama, maka makin besar massa benda, makin kecil percepatannya, sebaliknya makin kecil massa benda makin besar percepatannya.
artikel terkait:
Hubungan ini dikemas oleh eyang Newton dalam Hukum-nya yang laku bagus di sekolah, yakni Hukum II Newton ihwal Gerak :
Jika suatu gaya total bekerja pada benda, maka benda akan mengalami percepatan, di mana arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya. Vektor gaya total sama dengan massa benda dikalikan dengan percepatan benda.
m ialah massa benda dan a ialah (vektor) percepatannya. Jika persamaan di atas ditulis dalam bentuk a = F/m, tampak bahwa percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan arahnya sejajar dengan gaya tersebut. Tampak juga bahwa percepatan berbanding terbalik dengan massa benda.
Jadi apabila tidak ada gaya total alias resultan gaya yang bekerja pada benda maka benda akan membisu apabila benda tersebut sedang diam; atau benda tersebut bergerak dengan kecepatan tetap, kalau benda sedang bergerak. Ini merupakan suara Hukum I Newton.
Setiap gaya F merupakan vektor yang mempunyai besar dan arah. Persamaan aturan II Newton di atas sanggup ditulis dalam bentuk komponen pada koordinat xyz alias koordinat tiga dimensi, antara lain :
Satuan massa ialah kilogram, satuan percepatan ialah kilogram meter per sekon kuadrat (kg m/s2). Satuan Gaya dalam Sistem Internasional ialah kg m/s2. Nama lain satuan ini ialah Newton; diberikan untuk menghargai jasa eyang Isaac Newton. Satuan-satuan tersebut merupaka satuan Sistem Internasional (SI). Dengan kata lain, satu Newton ialah gaya total yang diharapkan untuk memperlihatkan percepatan sebesar 1 m/s2 kepada massa 1 kg. Hal ini berarti 1 Newton = 1 kg m/s2.
Dalam satuan CGS (centimeter, gram, sekon), satuan massa ialah gram (g), gaya ialah dyne. Satu dyne didefinisikan sebagai gaya total yang diharapkan untuk memberi percepatan sebesar 1 cm/s2 untuk benda bermassa 1 gram. Makara 1 dyne = 1 gr cm/s2.
Kedua jenis satuan yang kita bahas di atas ialah satuan Sistem Internasional (SI). Untuk satuan Sistem Inggris (British Sistem), satuan gaya ialah pound (lb). 1 lb = 4,45 N. Satuan massa = slug. Dengan demikian, 1 pound didefinisikan sebagai gaya total yang diharapkan untuk memberi percepatan sebesar 1 ft/s2 kepada benda bermassa 1 slug.
Dalam perhitungan, sebaiknya anda memakai satuan MKS (meter, kilogram, sekon) SI. Makara kalau diketahui satuan dalam CGS atau sistem British, terlebih dahulu anda konversi.
Contoh soal 1 :
Berapakah gaya total yang dibutuhkan untuk memberi percepatan sebesar 10 m/s2 kepada kendaraan beroda empat yang bermassa 2000 kg ?
Panduan Jawaban :
Guampang kan...
Contoh soal 2 :
Dirimu mendorong sebuah kotak bermassa 1 kg yang terletak pada permukaan meja datar tanpa gesekan,dengan gaya sebesar 5 N. berapakah percepatan yang dialami kotak tersebut ?
Panduan balasan :
Contoh soal 3 :
Mesin sebuah kendaraan beroda empat sedan bisa menghasilkan gaya sebesar 10000 N. Massa pengemudi dan kendaraan beroda empat tersebut sebesar 1000 kg. Jika gaya tabrakan udara dan gaya tabrakan antara ban dan permukaan jalan sebesar 500 N, berapakah percepatan kendaraan beroda empat tersebut ?
Panduan balasan :
Terlebih dahulu kita tuliskan persamaan Hukum II Newton :
Ingat bahwa gaya tabrakan bekerja berlawanan arah dengan gaya yang menggerakan mobil. Selisih antara kedua gaya tersebut menghasilkan gaya total. Karena yang ditanyakan ialah percepatan kendaraan beroda empat maka persamaan di atas kita tulis kembali sbb :
Contoh soal 4 :
Sebuah gaya yang dikerjakan pada sebuah benda bermassa m1 menghasilkan percepatan 2 m/s2. Gaya yang sama dikala dikerjakan pada sebuah benda bermassa m2 menghasilkan percepatan sebesar 4 m/s2. (a) berapakah nilai perbandingan antara m1 dan m2 (m1/m2)?
(b) berapakah percepatan yang dihasilkan kalau m1 dan m2 digabung (m1 + m2)?
Panduan Jawaban :
(a) nilai perbandingan antara m1 dan m2 ialah :
(b) kalau m1 + m2 digabung maka percepatan yang dihasilkan ialah :
Kita gantikan nilai m1 dengan 2m2 pada persamaan 1
Waduh, pusing…. dipahami perlahan-lahan. Ntar juga ngerti kok….. gampang.
dipahami perlahan-lahan. Ntar juga ngerti kok….. gampang.HUBUNGAN ANTARA GAYA DAN GLBB
Kita telah berguru mengenai Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) pada pembahasan mengenai Kinematika. Nah, pada pembahasan mengenai kinematika, kita mengabaikan gaya. Sekarang kita analisis Gerak Lurus Berubah Beraturan dan mengaitkannya dengan Gaya sebagai penyebab gerakan benda dan juga sebagai penghambat gerakan benda (gaya gesek).
Terdapat tiga persamaan pada GLBB, yakni :
Ketiga persamaan tersebut mempunyai komponen percepatan alias a.
Dengan demikian, gaya total alias resultan gaya dihubungkan dengan GLBB oleh percepatan.
Contoh soal 1 :
Sebuah truk gandeng bermassa 3000 kg sedang melaju dengan kelajuan 100 km/jam. berapakah gaya total yang dibutuhkan untuk menghentikan truk tersebut pada jarak 50 meter ?
Panduan balasan :
Terlebih dahulu kita tulis persamaan aturan II Newton :
Untuk menuntaskan soal kita membutuhkan besar percepatan, sedangkan pada soal di atas hanya diketahui massa truk. Nilai percepatan masih tersembunyi di balik kelajuan 100 km/jam dan jarak 50 meter. Kita harus menghitung nilai percepatan truk terlebih dahulu. Bagaimanakah ?
Kita tinjau gerak truk di atas memakai Gerak Lurus Berubah Beraturan. Kecepatan awal alias vo = 100 km/jam = 28 m/s. Karena truk akan berhenti, maka kecepatan tamat alias vt = o. Jarak yang ditempuh ialah 50 meter. Karena komponen gerak yang diketahui ialah kecepatan awal dan tamat serta jarak, maka kita memakai persamaan GLBB :
Akhirnya a ditemukan. Nah, dengan demikian kita dengan sangat praktis menghitung besar gaya total :
Selesai… praktis kan?
Contoh soal 2 :
Sebuah kendaraan beroda empat bermassa 500 kg dipercepat oleh mesinnya dari keadaan membisu hingga bergerak dengan laju 50 m/s dalam waktu 50 s. Apabila gaya tabrakan diabaikan, berapakah gaya yang dihasilkan kendaraan beroda empat ?
Panduan balasan :
Karena yang ditanyakan gaya yang dihasilkan kendaraan beroda empat maka terlebih dahulu kita tulis persamaan Hukum II Newton :
Nah, perhatikan bahwa kita belum bisa memilih besarnya gaya alasannya percepatan belum diketahui. Oleh alasannya itu kita temukan terlebih dahulu nilai percepatan memakai persamaan GLBB. Baca secara saksama soal di atas. Selain massa, apa saja yang diketahui ?
Pada mulanya kendaraan beroda empat diam, berarti vo = 0. Kecepatan tamat (vt) = 50 m/s dan waktu (t) = 50 s. alasannya yang diketahui vo, vt dan t maka untuk memilih percepatan, kita memakai persamaan
Guampang sekali….
Contoh soal 3 :
Sebuah kendaraan beroda empat bermassa 500 kg bergerak dengan kelajuan 50 m/s. Jika kendaraan beroda empat tersebut direm oleh sopirnya dan berhenti sehabis menempuh jarak 100 m, berapakah gaya rem yang bekerja pada kendaraan beroda empat tersebut ?
Panduan balasan :
Kita tulis terlebih dahulu persamaan aturan II Newton.
Nah, untuk menghitung gaya rem, maka kita harus mengetahui perlambatan alias percepatan yang bernilai negatif, yang dialami kendaraan beroda empat tersebut.
Ingat bahwa kendaraan beroda empat tersebut direm dikala bergerak dengan laju 50 m/s. ini ialah kelajuan awal (vo). Karena sehabis direm kendaraan beroda empat berhenti, maka kelajuan tamat (vt) = 0. Jarak yang ditempuh kendaraan beroda empat semenjak direm hingga berhenti (s) ialah 100 m. Dengan demikian, alasannya diketahui vo, vt dan s maka kita memakai persamaan di bawah ini :
Tanda negatif memperlihatkan bahwa arah percepatan berlawanan dengan arah gerak kendaraan beroda empat atau dengan kata lain kendaraan beroda empat mengalami perlambatan. Kita masukan nila a ke dalam persamaan aturan II Newton untuk menghitung gaya rem
Tanda negatif memperlihatkan bahwa arah gaya rem berlawanan dengan arah gerak mobil. Makara arah gaya rem searah dengan arah perlambatan (percepatan yang bernilai negatif)
Bagaimana...sudah ada pencerahan? katakan mulai dari kini FISIKA HARUS ASYIK, maka gila seketika itu juga FISIKA MEMANG ASYIK :) Semoga bermanfaat dan tetap semangat. BRAVO!!!
artikel terkait:
Sumber http://fisikamantabb.blogspot.com
0 Response to "Hukum Ii Newton"
Posting Komentar