Hukum II Newton

C. Hukum II Newton

Hukum I Newton menyatakan bahwa jika tidak ada gaya total yang bekerja pada sebuah benda, maka benda tersebut akan tetap diam, atau jika sedang bergerak, akan bergerak lurus beraturan (kecepatan konstan). Selanjutnya, apa yang terjadi jika sebuah gaya total diberikan pada

benda tersebut? Benda bergerak karena ada

gaya yang diberikan kepada

Newton berpendapat bahwa kecepatan akan berubah. benda tersebut. Suatu gaya total yang diberikan pada sebuah benda mungkin

menyebabkan lajunya bertambah. Akan tetapi, jika gaya total itu mempunyai arah yang berlawanan dengan gerak benda, gaya tersebut akan memperkecil laju benda. Jika arah gaya total yang bekerja berbeda arah dengan arah gerak benda, maka arah kecepatannya akan berubah (dan mungkin besarnya juga). Karena perubahan laju atau kecepatan merupakan percepatan, berarti dapat dikatakan bahwa gaya total dapat menyebabkan percepatan.

Bagaimana hubungan antara percepatan dan gaya? Pengalaman sehari-hari dapat menjawab pertanyaan ini. 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

Sumber: Tempo, Agustus 2005

mendorong dengan gaya konstan selama selang waktu tertentu, kereta belanja mengalami percepatan dari Gambar 4.7 Orang yang

mendorong kereta belanja

keadaan diam sampai laju tertentu, misalnya 4 km/jam.

berarti memberikan gaya terhadap kereta.

Bab 4 Hukum Newton tentang Gerak

Jika kita mendorong dengan gaya dua kali lipat semula, maka kereta belanja mencapai 4 km/jam dalam w aktu setengah kali sebelumnya. Ini menunjukkan percepatan kereta belanja dua kali lebih besar. Jadi,

Gaya yang mengenai benda

percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya

diam menyebabkan benda

total yang diberikan. Selain bergantung pada gaya,

bergerak. Gaya yang mengenai benda bergerak

percepatan benda juga bergantung pada massa. Jika kita

menyebabkan benda

mendorong kereta belanja yang penuh dengan belanjaan,

bergerak lebih cepat, lebih lambat, atau berubah arah.

kita akan menemukan bahwa kereta yang penuh memiliki percepatan yang lebih lambat. Dapat disimpulkan bahwa makin besar massa maka akan makin kecil percepatannya, meskipun gayanya sama. Jadi, percepatan sebuah benda berbanding terbalik dengan massanya.

Hubungan ini selanjutnya dikenal sebagai Hukum

II Newton, yang bunyinya sebagai berikut: Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya.

Hukum II Newton tersebut dirumuskan secara matematis dalam persamaan:

a= ∑ F atau F = m.a ................................ (4.1)

dengan:

a = percepatan (m/s 2 ) m = massa benda (kg) ∑ F = resultan gaya (N)

Satuan gaya menurut SI adalah newton (N). Dengan

d emikian, satu newton adalah gaya yang diperlukan untuk memberikan percepatan sebesar 1 m/s 2 kepada massa

1 kg. Dari definisi tersebut, berarti 1 N = 1 kg.m/s 2 .

D alam satuan cgs, satuan massa adalah gram (g). Satuan gaya adalah dyne, yang didefinisikan sebagai besar

gaya yang diperlukan untuk memberi percepatan sebesar

1 cm/s 2 kepada massa 1 g. Dengan demikian, 1 dyne =

1 g.cm/s 2 . Hal ini berarti 1 dyne = 10 -5 N. Contoh Soal

1. Jika suatu benda diberi gaya 20 N, benda tersebut memiliki percepatan 4 m/s 2 .

Berapakah percepatan yang dialami benda tersebut jika diberi gaya 25 N? Penyelesaian: Pada kasus ini, massa benda (m) adalah tetap. Ketika diberi gaya F

= 20 N, benda mengalami percepatan a 1 = 4 m/s , sehingga massa benda:

= 5 kg

1 4 m/s

%& Fisika X untuk SMA/MA

Pada saat diberi gaya F 2 sebesar 25 N, maka percepatan yang dialami benda menjadi:

2 5 N = 5 kg

= 5 m/s 2

2 . Sebuah gaya F dikerjakan pada sebuah benda bermassa m, menghasilkan

percepatan 10 m/s 2 . Jika gaya tersebut dikerjakan pada benda kedua dengan massa m 2

2 , percepatan yang dihasilkan 15 m/s . Tentukan:

a. perbandingan m 1 dan m 2 ,

b. percepatan yang dihasilkan gaya F 1 , apabila m 1 dan m 2 d igabung! Penyelesaian:

a. Gaya F pada benda I dengan massa m

, menghasilkan percepatan

a 1 = 10 m/s , maka akan diperoleh: F 1

F = 1 2 0 m/s

Gaya F pada benda II dengan massa m 2 , menghasilkan percepatan

2 = 15 m/s , maka:

b. Apabila massa digabung, maka: m =m 1 +m 2

Percepatan yang dihasilkan adalah:

6 = 6 m/s 2

Bab 4 Hukum Newton tentang Gerak

%'

Percikan Fisika

Laju Mobil Balap Mesin mobil balap membangkitkan daya

luar biasa besar agar dapat melaju dengan percepatan sebesar mungkin. Laju perubahan momentum pada kendaraan bergantung kepada percepatannya; besar percepatan tergantung pada gaya yang diberikan mesin (tersalur lewat roda) pada badan jalan.

Uji Kemampuan 4.1

1. Berapakah percepatan yang dialami sebuah benda yang massanya 750 g,

apabila gaya yang diberikan 15 N?

2 . Seorang pemuda yang bermassa 70 kg, mampu mendorong gerobak beserta

isinya yang bermassa 110 kg dengan percepatan tetap 1,2 m/s 2 . Jika beban gerobak dikurangi, sehingga massanya menjadi 90 kg, berapa percepatan

yang dihasilkannya?