Hukum Newton

KEGIATAN BELAJAR 2
Hukum II Newton
>>Pada akhir kegiatan, diharapkan Anda dapat :

1. 2.3.
menghitung percepatan suatu benda karena pengaruh gaya;mendefinisikan berat benda w; danmenghitung tegangan tali pada sistem katrol.
Gaya Menimbulkan PercepatanPada Kegiatan 1, telah dibahas jika benda diam atau bergerak lurus beraturan, maka resultan gaya pada benda nol.
Bagaimanakah jika gaya pada benda tidak nol? Untuk menjawabnya, coba Anda perhatikan uraian berikut.
Suatu beban bermassa m dalam keadaan bergerak dengan kecepatan V1. Kemudian pada benda m diberikan gaya dorong (F) yang searah dengan V1. Ketika kecepatan diukur kembali besarnya menjadi V2. Ini berarti gaya dorong (F) yang diberikan menimbulkan perubahan kecepatan (DV) atau menimbulkan percepatan (a) pada benda m.
Menurut Hukum Newton, besar perubahan kecepatan atau percepatan yang dialami benda berbanding lurus dengan besar gaya yang diberikan. Atau secara matematis.
~ dibaca sebanding dengan
Ternyata jika masa benda (m) dikalikan dengan percepatan nilainya sama dengan besar gaya yang dikerjakan, sehingga dapat ditulis:
ΣF= m.a
ΣF = resultan gaya yang bekerja (N)m = massa benda (kg)a = percepatan atas benda (m/s2)
Persamaan inilah yang dikenal sebagai Hukum II Newton. Persamaan ini menjelaskan bahwa setiap resultan gaya (ΣF) tidak bernilai nol pada benda akan menimbulkan perubahan kecepatan atau percepatan pada benda tersebut. Jadi gaya menimbulkan percepatan pada benda.
Untuk mempermudah memahami apa yang telah Anda baca, perhatikan contoh soal berikut.

Balok B massanya 2 kg ditarik dengan gaya F yang besarnya 6 Newton. Berapa percepatan yang dialami beban

Berdasarkan Hukum Newton IIF = m.a (dengan F = 6 N dan m = 2 kg)
Contoh 2

Balok B mengalami dua gaya masing-masing F1 = 25 N dan F2 = 20 N seperti ditunjukkan pada gambar. Berapa percepatan balok B?
Gambar 2.3.

Dari Hukum II Newton
Contoh 3

Jika balok B yang massanya 2 kg mengalami percepatan 5 ms-2 ke kanan, berapa besar F3?
Gambar 2.4.


Tugas Kegiatan 2
Anda telah menyelesaikan kegiatan 2 modul ini, selanjutnya kerjakan tugas berikut dan cocokkan jawaban Anda dengan kunci yang ada di akhir modul.
1.
Sebuah benda massanya 5 kg terletak di atas bidang datar, mengalami gaya 10 N ke kanan. Berapakah percepatan yang dialami benda tersebut?

2.
Beban m 5 kg mengalami gaya F1, F2 dan F3 masing-masing 10 N, 25 N dan 20 N. Berapakah percepatan yang dialami beban m?
Gambar 2.15.

3.
Jelaskan apa yang dimaksud dengan berat suatu benda!

4.
Sebuah benda memiliki massa 2 kg, jika percepatan gravitasi bumi besarnya 9,8 ms-2, berapakah berat benda tersebut?

5.
Beban m1 dan m2 masing-masing 3 kg dan 2 kg dihubungkan dengan tali ringan tanpa gesekan melalui katrol K. Jika percepatan gravitasi g = 10 ms-2, hitunglah berapa besar:a. percepatan kedua beban!b. besar tali penggantung!

6.
Sebuah benda berputar dengan kecepatan sudut tetap 4 rad/s. Jika massa benda adalah 100 gr, dan panjang tali untuk memutar benda tersebut adalah 50 cm, maka gaya sentripetal yang dialami benda adalah ....

7.
Beban m1 massanya 9 kg terletak di atas meja licin, beban m2 massanya 1 kg. Jika percepatan gravitasi 10 ms-2Hitunglah berapaa. percepatan kedua bebanb. besarnya tegangan tali
Gambar 2.17.

8.
Sebuah balok m diletakkan di atas bidang miring yang licin dengan kemiringan 37° (perhatikan gambar).
Jika percepatan gravitasi bumi 10 ms-2, berapakah percepatan balok saat meluncur pada bidang miring?


KEGIATAN 3
Pada akhir kegiatan, diharapkan Anda dapat :

1. 2.
mendeskripsikan pasangan gaya aksi-reaksi; danmenerapkan konsep gaya aksi-reaksi pada sistem benda.
Newton menjelaskan hukum III nya dengan pernyataan:Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B (gaya aksi FAB), maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A (gaya reaksi, FBA)Ini disebut Hukum III Newton. Pernyatan matematisnya ialah:
F = - F1 atau FAB = - FBA
Syarat-syarat gaya aksi reaksi yaitu:
1.
Arahnya berlawanan.
2.
Besarnya sama (karena sistem diam).
3.
Bekerja pada benda yang berbeda.(FAB pada tembok dan FBA pada Amir)
Hal penting lainnya yang perlu Anda perhatikan dari pasangan gaya aksi-reaksi ialah titik tangkap Gaya FAB dan FBA.
Dari gambar 3.1. nampak bahwa titik tangkap FAB dan FBA berimpit di titik P pada bidang sentuh. Ini berarti bahwa gaya aksi-reaksi juga merupakan gaya kontak. Jadi:
Gaya aksi-reaksi termasuk gaya kontak
Berbagai percobaan menunjukkan bahwa ketika dua benda bersentuhan, dua buah gaya yang mereka berikan satu sama lain selalu memiliki besar yang sama dan arahnya berlawanan.
Tetapi Hukum III Newton juga menjelaskan gaya-gaya yang titik tangkapnya berbeda. Gaya-gaya demikian disebut gaya jarak jauh.
Contohnya ialah gaya berat benda (w) dan gaya gravitasi bumi (Fg) yang diperlihatkan pada gambar 3.2. berikut:
Gambar 3.2.Gaya aksi-reaksi pada gaya-gaya jarak jauh.
Sebuah bola besi diletakkan di atas meja. Gaya kontak yang terjadi antara bola besi dan meja adalah gaya normal N sebagai gaya reaksi, dan N1 adalah gaya aksi. Karena bola besi memberikan gaya tekan pada meja.Jadi :
N1 = - N
Tetapi bola besi memiliki berat w yang ditimbulkan oleh gravitasi bumi. Ini berarti bumi mengerjakan gaya aksi pada bola besi yaitu gaya w, maka bola besi juga mengerjakan gaya pada bumi yaitu w1. Jadi w gaya aksi dan w1 gaya reaksi. Ditulis:
w = - w1
Perhatikan bahwa titik tangkap gaya w pada bola besi dan titik tangkap gaya w1 pada bumi. w dan w1 merupakan pasangan gaya aksi-reaksi dari gaya jarak jauh.
Contoh lain gaya aksi-reaksi jarak jauh dalam kejadian sehari-hari adalah:• Gaya tarik menarik kutub Utara dengan kutub Selatan magnet;• Gaya tarik menarik bumi dengan bulan;• Gaya tolak menolak antara muatan listrik muatan positif dengan muatan positif, muatan negatif dengan muatan negatif.
Untuk lebih meningkatkan pemahaman Anda tentang gaya aksi-reaksi, perhatikan gambar 3.3.
Beban w tergantung pada tali
Beban yang beratnya w, digantungkan pada penumpu O melalui tali, akibatnya tali menegang, pada tali bekerja gaya yang disebut gaya tegangan tali, biasanya diberi simbol T.
Gaya-gaya yang bekerja pada beban adalah T, sebagai tarikan tali terhadap beban, dan w berat beban itu sendiri sebagai tarikan bumi. Karena beban diam, maka pada beban berlaku T1 – w = 0, atau:
T1 = w
Interaksi dua benda terjadi antara beban dengan tali. Beban disangga oleh tali, tali menarik beban dengan gaya T, sebagai reaksinya beban menarik tali dengan gaya T2 yang besarnya sama dengan T1 arahnya berlawanan dengan T1.Jadi T1 dan T2 merupakan pasangan gaya aksi-reaksi kontak.
Interaksi dua benda juga terjadi antara penumpu O dengan tali, karena tali disangga oleh penumpu O, tali ditarik oleh penumpu dengan gaya T3. Sebagai reaksinya, tali menarik penumpu O dengan gaya T4 yang besarnya sama dengan T3, arahnya berlawanan dengan T3.
Jadi T3 dan T4merupakan pasangan aksi-reaksi kontak. Tetapi T3 disebabkan oleh berat benda sehingga T3 dan W merupakan pasangan gaya aksi-reaksi jarak jauh.
Sekarang Anda sudah memahami konsep gaya aksi-reaksi.

Kesimpulan :

Hukum Newton dan penerapannya pada benda meliputi :
Hukum Newton 1 ( ) berlaku untuk benda diam dan bergerak lurus dengan kecepatan tetap. Hukum Newton II ( ) berlaku pada benda yang bergerak dengan percepatan. Pada gerak melingkar terdapat gaya sentripetal (Fs= m.as) yang arahnya menuju pusat putaran. Jika terdapat gesekan maka gesekan selalu menghambat gerak.

Referensi :

http://www.gurumuda.com/2008/09/hukum-i-newton/
id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gerak_Newton
www.e-dukasi.net/mol/mo_full.php?moid=84&fname=fisx04_kb2.htm - 24k