51
Gambar 8 Penumpang bis terdorong ke depan saat bis direm
mendadak Dalam kehidupan sehari-hari, tanpa disadari kejadian seperti saat
naik bus. Pada saat bus belum bergerak, penumpang duduk diam, cenderung mempertahankan kondisi diam sehingga badan penumpang
terdorong ke belakang. Kemudian pada saat bus berjalan, penumpang pun dalam keadaan berjalan sehingga pada saat bus tiba-tiba direm maka tubuh
penumpang cenderung mempertahankan keadaan berjalan, akibatnya tubuh penumpang terdorong ke depan.
2. Hukum II Newton
Pada pembahasan yang dikemukakan sebelumnya, hukum I Newton yang berkaitan dengan gerak suatu benda, ketika resultan gaya yang bekerja
pada benda sama dengan nol ∑ � = . Pada keadaan seperti ini, kecepatan
benda adalah tetap atau benda mengalami gerak lurus beraturan, atau dapat dikatakan bahwa benda tidak mengalami percepatan atau percepatannya
nol. Ketika benda dikenai gaya total yang tidak sama dengan nol ternyata
benda bergerak atau dapat dikatakan bahwa benda mengalami percepatan. Suatu gaya total yang diberikan pada sebuah benda mungkin menyebabkan
52
lajunya bertambah. Namun, jika gaya total bertambah besar maka laju atau kecepatan benda juga bertambah. Jadi, gaya total yang bekerja pada sebuah
benda menyebabkan benda mengalami percepatan. Arah gaya total sama dengan arah percepatan.
Bagaimana hubungan antara percepatan dan gaya? Jelas bahwa ada kaitannya antara resultan gaya dengan percepatan yang ditimbulkan. Kaitan
antar percepatan dan resultan gaya yang diselidiki oleh Newton, sehingga ia berhasil mencetuskan hukum keduanya tentang gerak, yang dikenal sebagai
hukum II Newton. Menurut Newton, laju perubahan momentum pada sebuah partikel
merupakan ukuran gaya yang bekerja padanya. Jadi gaya yang bekerja pada partikel itu sehubungan dengan momentumnya diberikan oleh
� =
�
= 2
Dimana � =
disebut momentum. Dan jika m konstan, maka akan didapatkan
� = = �
3 Keterangan:
� = percepatan ⁄ � = gaya N
Penyataan ini adalah Hukum II Newton tentang gerak. Sehingga gaya sama
dengan massa kali percepatan jika massa adalah konstan Marcelo Alonso Edward J. Finn, 1994:118.
53
Hukum II Newton berbunyi sebagai berikut. “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”.
Secara matematis, hukum II newton dinyatakan sebagai, =
∑ �
∑ � = �
4 Dimana
∑ � adalah gaya total yang bekerja pada benda, dalam satuan SI adalah newton N, untuk
adalah massa benda dalam kg, dan
� adalah
percepatan yang dialami oleh benda m s
⁄ . 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.
Gambar 9 Contoh Hukum II Newton
Sebagai contoh hukum II Newton, pada Gambar 9 tampak 2 orang sedang mendorong menja. Resultan gaya yang bekerja pada meja
merupakan penjumlahan dari gaya yang diberikan oleh masing-masing orang. Resultan gaya yang dialami meja lebih besar daripada gaya yang
diberikan oleh masing-masing orang, sehingga meja lebih mudah digeser. Jika meja tersebut hanya didorong oleh satu orang dengan gaya yang lebih
54
kecil daripada resultan gaya kedua orang tersebut maka meja akan lebih sulit digeser.
Sebagai contoh seperti terlihat pada Gambar 10 dalam kehidupan sehari-hari yaitu ketika kita mendorong kereta belanja, maka gaya total yang
terjadi merupakan gaya yang kita berikan dikurangi gaya gesek antara kereta tersebut dengan lantai. Jika kita mendorong dengan gaya konstan
selama selang waktu tertentu, kereta belanja mengalami percepatan dari keadaan diam sampai laju tertentu, misalnya 4 kmjam. Jika kita mendorong
dengan gaya dua kali lipat semula, maka kereta belanja mencapai 4 kmjam dalam waktu setengah kali sebelumnya. Ini menunjukkan percepatan kereta
belanja dua kali lebih besar. Jadi, percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang diberikan. Selain bergantung pada gaya, percepatan
benda juga bergantung pada massa. Jika kita mendorong kereta belanja yang penuh dengan belanjaan, kita akan menemukan bahwa kereta yang penuh
memiliki percepatan yang lebih lambat, disimpulkan bahwa semakin besar massa maka akan semakin kecil percepatannya, meskipun gaya yang
diberikan sama. Jadi, percepatan sebuah benda berbanding terbalik dengan massanya.
Gambar 10 Orang yang mendorong kereta belanja dengan gaya
tertentu
55
3. Hukum III Newton
