commit to user
lxxiv modern yang meliputi teori atom, teori relativitas, zat padat dan piranti semi
konduktor. Dari sekian banyak cakupan materi fisika, peneliti mengambil materi
pada bahasan dinamika gerak lurus yang diajarkan di kelas X semester 1 SMK yang berkaitan dengan Hukum-hukum Newton dan penerapannya. Adapun materi
dinamika gerak lurus yang diajarkan adalah sebagai berikut:
a. Konsep Gaya
Jika seseorang mendorong sebuah meja, menarik sebuah balok dengan tali atau memukul sebuah kaleng maka meja dan balok tersebut akan bergerak
sedangkan kaleng tersebut akan penyok berubah bentuk. Jadi gaya adalah suatu dorongan atau tarikan yang menyebabkan suatu benda mengalami gerak atau
berubah bentuk. Salah satu cara untuk mengukur besarnya gaya adalah dengan menggunakan neraca pegas. Gaya diberi notasi F dan satuan gaya adalah Newton
N. Gaya merupakan besaran vektor yaitu besaran yang memiliki besar dan arah. Fisikawan mengenal empat gaya di alam yang disebut gaya-gaya fundamental
yaitu : 1 Gaya gravitasi. 2 Gaya elektromagnetik. 3 Gaya nuklir kuat. 4 Gaya nuklir lemah.
Gaya gravitasi adalah gaya yang bekerja antara bumi dengan sebuah benda yang berada di dekat permukaan bumi, gaya ini disebut berat benda. Gaya
gravitasi juga bekerja antara matahari dengan bumi dan planet planet yang lain. Gaya electromagnet meliputi gaya listrik dan gaya magnet. Gaya nuklir kuat dan
lemah bekerja diantara partikel-partikel yang terpisah di dalam ruang.
commit to user
lxxv Dalam mekanika dikenal empat gaya populer, antara lain berat benda,
gaya gesek, tegangan tali dan gaya normal. Berat benda adalah gaya yang dialami oleh suatu benda karena pengaruh gaya tarik bumi yang arahnya menuju pusat
bumi. Gaya gesek adalah gaya yang dialami oleh suatu benda yang bergerak di atas lintasan yang kasar, yang arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak
benda. Tegangan tali adalah gaya yang bekerja pada tali jika suatu benda digantung dengan tali karena pengaruh dari gaya berat. Dan gaya normal adalah
gaya yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang benda berada.
b. Hukum-hukum Newton Tentang Gerak
1. Hukum I Newton Hukum Kelembaman Hukum ini menyatakan bahwa suatu benda akan cenderung
mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut atau gaya total yang bekerja pada benda tersebut
sama dengan nol. Atau dikatakan bahwa benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak lurus dengan kecepatan tetap akan tetap bergerak lurus
dengan kecepatan tetap. Pernyataan Hukum I Newton ini secara matematis dapat dituliskan sebagai:
∑ F
= …………………………………………………………………..2.1
Persamaan 2.1 menyatakan bahwa jumlah dari semua gaya yang bekerja sama dengan nol.
2. Hukum II Newton
commit to user
lxxvi Hukum ini menyatakan bahwa resultan gaya yang bekerja pada suatu
benda akan menghasilkan percepatan yang arahnya sama dengan arah resultan gaya tersebut dan berbanding lurus dengan besar gaya dan berbanding terbalik
dengan massa benda. Atau dapat dikatakan bahwa percepatan suatu benda dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massanya. Secara matematis
dituliskan sebagai : a =
∑ F m atau ∑ F = m.a
…………………………………………………………………..2.2 Persamaan 2.2 menyatakan bahwa jika gaya dinyatakan dalam satuan
Newton, massa dalam satuan kg dan percepatan dalam satuan meter per detik. Semakin besar massa benda maka semakin besar gaya yang diperlukan dan
semakin besar percepatan suatu benda maka gaya yang diperlukan juga akan semakin besar Hukum II Newton ini dapat pula dinyatakan dengan laju perubahan
momentum sebuah benda yang bergerak sebanding dan searah dengan gaya yang mempengaruhinya dan diformulasikan sebagai:
F =
dmv dt
………………………………………..………………2.3 Persamaan 2.3
menyatakan bahwa gaya merupakan turunan dari fungsi momentum suatu benda terhadap waktu. Jika massa benda adalah tetap maka:
F =
m dvdt
…………………….……………………………………………..2.4 Persamaan 2.4 menyatakan bahwa gaya merupakan hasil kali antara
massa benda dengan turunan fungsi kecepatan suatu benda terhadap waktu.
commit to user
lxxvii 3. Hukum III Newton
Hukum III Newton disebut juga sebagai hukum aksi-reaksi, karena hukum ini membahas tentang gaya reaksi yang disebabkan oleh gaya aksi. Syarat
berlakunya hukum III Newton ini adalah gaya aksi-reaksi harus bekerja pada dua benda yang berlainan dan arah kedua gaya tersebut adalah berlawanan. Hukum ini
menyatakan jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda yang kedua ini akan mengerjakan gaya pada benda pertama yang besarnya sama
dan arahnya berlawanan. Secara matematis dituliskan sebagai: F
aksi
= -F
reaksi …………………………………………………………………………………….
2.5 Persamaan 2.5 menyatakan bahwa besarnya gaya reaksi sama dengan
besarnya gaya aksi. Tanda negatif menyatakan bahwa arah gaya reaksi berlawanan dengan arah gaya aksi.
c. Penerapan hukum-hukum Newton
