Dinamika Partikel

Hukum-hukum Newton

Hukum Newton I

“Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap”.

Sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaan geraknya (diam atau bergerak) inilah yang disebut sebagai kelembaman atau inersia (kemalasan). Oleh karena itu hukum I Newton disebut juga dengan hukum kelembaman atau hukum inersia.

Hukum Newton II

“Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

Satuan SI untuk gaya adalah newton (N), untuk massa dalam kg dan percepatan dalam m/s2. 

Hukum Newton III

“Jika A mengerjakan gaya pada B, maka B akan rengerjakan gaya pada A, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.”

atau

“Untuk setiap aksi, ada suatu reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah”

Beberapa Jenis Gaya

Gaya Berat (Berat)

Berat (w) adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda (sering disebut dengan gaya tarik bumi).

w = mg

Vektor berat suatu benda di bumi selalu digambarkan berarah tegak lurus ke bawah, dimana pun posisi benda diletakkan, baik pada bidang horizontal, pada bidang miring, atau pada bidang tegak.

Berdasarkan gambar di atas menunjukkan bahwa arah vektor berat selalu tegak lurus ke bawah.

Gaya Normal

Gaya normal (N) didefinisikan sebagar gaya yang bekerja pada benda, dan berasal dari bidang tumpu. Arahnya selalu tegak lurus pada bidang tumpu.

Berdasarkan gambar di atas, menunjukkan bahwa arah gaya normal selalu tegak lurus bidang tumpu

Gaya Gesekan

Gaya gesekan (f) termasuk gaya sentuh yang muncul jika permukaan dua benda bersentuhan langsung secara fisik. Arah gaya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak.

Ketika mendorong sebuah benda dan benda tidak bergerak, maka gaya gesekan pada benda adalah gaya gesekan statis (fs) Tetapi jika bergerak, maka gaya gesekannya adalah gaya gesekan kinetis (fs). Gaya gesekan statis mulai dari nol dan membesar sesuai dengan gaya dorong yang diberikan sampai mencapai suatu nilai maksimum (fs maks). Sedangkan, gaya gesekan kinetis selalu lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum.

Gaya Tegangan Tali

Tegangan tali (T) adalah gaya tegang yang bekerja pada ujung-ujung tali karena tali tersebut tegang.

Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal (Fs) adalah gayayang bekerja pada benda yang bergerak melingkar. Arahnya menuju pusat lingkaran.

ax = percepatan sentripetal

Contoh Soal

Sebuah mobil truk yang massanya 10.000 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Mobil direm dan dalam waktu 20 sekon mobil tersebut berhenti. Gaya rem yang bekerja pada mobil tersebut hingga berhenti adalah...

a. 10.000 N

b. 20.000 N

c. 30.000 N

d. 40.000 N

e. 50.000 N

Pembahasan:

Diketahui:

m = 10.000 kg

v₀ = 20 m/s

t = 20 s

v = 0 (berhenti)

Ditanya:

F_rem = .....?

Jawab:

Terlebih dahulu hitung percepatan (a) dengan menggunakan persamaan GLBB (Lebih jelas baca Gerak Lurus Berubah Beraturan)

v = v₀ + a . t

F = 10.000 kg . – 1 m/s² = – 10.000 N

Tanda negatif menunjukkan arah gaya rem berlawanan dengan arah gerak mobil

Jawaban: a

Jenis Jenis Gaya, Pengaruh, Pengertian dan Contohnya

Jenis Jenis Gaya, Pengaruh, Pengertian dan Contohnya

Gaya, di dalam ilmu fisika, adalah interaksi apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi geometris. Dengan kata lain, sebuah gaya dapat menyebabkan sebuah objek dengan massa tertentu untuk mengubah kecepatannya (termasuk untuk bergerak dari keadaan diam), atau berakselerasi, atau untuk terdeformasi. Gaya memiliki besaran (magnitude) dan arah, sehingga merupakan kuantitas vektor. Satuan SI yang digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton (dilambangkan dengan N). Gaya dilambangkan dengan simbol F

Jenis - Jenis Gaya dan Contohnya

1. Gaya Otot dan Contohnya

Gaya Otot adalah gaya berupa tarikan atau dorongan terhadap suatu benda  yang ditimbulkan/dihasilkan oleh tenaga otot manusia dan hewan.Contoh gaya otot, antara lain:

menendang bola

tarik tambang

membawa air dalam ember

sapi/kerbau menarik pedati

2. Gaya Gesek dan Contohnya

Gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan karena adanya dua benda yang saling bergesekkan. Contohnya:

mengasah pisau

gaya yang bekerja pada rem sepeda

mengamplas kayu/dinding

mengepel lantai dengan alat pel

menyapu lantai atau halaman

3. Gaya Pegas dan Contohnya

Gaya pegas adalah gaya yang ditimbulkan/dihasilkan oleh pegas/benda yang sifatnya elastisitas. Contohnya:

karet gelang yang ditarik

gaya ketika kita bermain ketapel

panah yang dilepaskan dari busurnya setelah ada tarikan

peer/pir pada pulpen saat kita tekan

shockbreaker motor ketika motornya dipakai

4. Gaya Magnet dan Contohnya

Gaya magnet adalah adalah gaya dasar yang terjadi karena gerakan muatan listrik. Contohnya:

pasir besi akan menempel pada magnet jika didekatkan

jarum menempel pada pucuk gunting yang mengandung magnet

besi akan menempel pada magnet jika didekatkan

5. Gaya Gravitasi dan Contohnya

Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Contohnya :

buah mangga jatuh dari pohonnya

benda, misalnya batu yang dilempar ke atas akan kembali ke bumi

6.  Gaya Listrik dan Contohnya

Gaya listrik adalah gaya yang dialami oleh obyek bermuatan yang berada dalam medan listrik. Contohnya:

serpihan kertas akan bergerak naik turun ketika didekatkan dengan sisir atau penggaris plastik yang telah digosokkan ke rambut/buku

kipas angin listrik ketika dihubungkan dengan sumber listrik akan bergerak

Pengaruh Gaya dan Contohnya

1. Gaya menyebabkan benda bergerak

bola akan bergerak ketika ditendang

batu akan bergerak ketika diambil atau dilempar

daun pintu bergerak ketika sedang dibuka/ditutup

halaman buku bergerak ketika dibuka

2. Gaya menyebabkan benda berubah arah

bola yang ditendang ke arah dinding akan berbelok arah

bola basket akan berubah arah ketika dipantulkan ke tanah atau benda keras lainnya

3. Gaya menyebabkan benda bergerak menjadi berhenti

sepeda akan berhenti ketika direm

bola berhenti ketika ditangkap

4. Gaya mengubah bentuk benda

membuat gerabah dari tanah liat

lembaran kertas akan berubah bentuk ketika diremas atau dilipat

Penerapan Hukum Newton

Penerapan Hukum Newton - Pada kehidupan sehari-hari Anda pasti dapat menemui contoh penerapan hukum-hukum Newton. Dalam pembahasan ini Anda akan membahas beberapa contoh penerapan hukum-hukum Newton. Misalnya pada gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan. Untuk menyelesaikan permasalahan yang menggunakan hukum I dan II Newton pada suatu benda, ada beberapa catatan. 

Pertama, gambarlah diagram secara terpisah yang menggambarkan semua gaya yang bekerja pada benda tersebut (gambar diagram bebas). 

Kedua, gaya yang searah dengan perpindahan benda dianggap positif, sedangkan gaya yang berlawanan arah dengan perpindahan benda dianggap negatif.

Penerapan Hukum Newton

Berikut ini beberapa contoh penerapan Hukum Newton dilengkapi dengan rumus yang digunakan untuk menyelasaikan permasalahan yang ada.

1. Gerak Benda pada Bidang Datar

Rumus :

2. Gerak Dua Benda yang Bersentuhan

Rumus :

3. Gerak Benda pada Bidang Miring

Rumus :

4. Gerak Benda yang Dihubungkan dengan Katrol

Rumus :

5. Gerak Menikung di Jalan

Rumus :