Hukum II Newton

2. Hukum II Newton

Gaya berkaitan erat dengan percepatan atau perlambatan. Semakin besar gaya, semakin besar juga percepatan/perlambatan (anggap percepatan dan perlambatan sama, hanya berbeda arahnya, percepatan a jika arah gaya searah gerak benda, perlambatan -a jika arah gaya berlawanan dengan arah gerak benda). Faktor lain yang akan mempengaruhi besarnya laju sebuah benda jika pada benda tersebut bekerja sebuah gaya adalah massa. Hukum II Newton ini akan membahas kaitan antara gaya, percepatan, dan massa.

Pada sebuah batu yang dilempar ke atas bekerja sebuah gaya yang disebut gaya gravitasi. Ketika batu bergerak vertikal ke atas, gaya gravitasi akan menyebabkan laju batu berkurang secara teratur. Sebaliknya, ketika batu jatuh, gaya gravitasi akan membuat laju batu bertambah secara teratur, dikatakan batu mengalami percepatan.

Kegiatan di atas menunjukkan bahwa ada hubungan antara gaya dan percepatan. Newton menyatakan bahwa gaya berbanding lurus dengan percepatan. Artinya, makin besar gaya, makin besar

juga perubahan laju yang ditimbulkannya. Gambar 14.12 Batu yang

Dilemparkan ke Atas

F ≈a

Secara matematis, kesebandingan tersebut ditulis sebagai berikut

F=ma

F = gaya (N) m = sebuah konstanta (selanjutnya konstanta m ini disebut sebagai massa benda)

a = percepatan (m/s 2 )

Gaya dan Percepatan 201

Hukum II Newton menyatakan bahwa percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda itu dan berbanding terbalik dengan massa benda itu. Arah percepatan sama dengan arah gaya itu.

Contoh Soal 14.6

Soal Sebuah benda massanya 100 kg. Pada benda tersebut bekerja gaya sehingga memperoleh

percepatan sebesar 9,8 m/s 2 . Berapa besar gaya tersebut?

Pembahasan

Diketahui:

m = 100 kg

a = 9,8 m/s 2 Ditanya:

F = ... ?

Jawab: F=ma = 100 kg

s 2 9,8 m/s

= 980 kg m/s 2

= 980 N Jadi, gaya yang diperlukan adalah 980 N.

Semua benda di bumi yang mengalami gerak jatuh bebas

B A akan mengalami percepatan yang sama, yaitu 9,8 m/s 2 tanpa

memperhatikan massanya.

Coba kamu jatuhkan dua benda yang berbeda massanya dari ketinggian yang sama. Apakah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tanah adalah sama?

Gambar 14.13 Massa Benda A yang Lebih Kecil dari Massa B

3. Hukum III Newton

akan Jatuh Bersamaan

Dalam kehidupan sehari-hari, didapati bahwa gaya yang bekerja pada

Jika Dilepaskan dari Ketinggian yang Sama

sebuah benda selalu diberikan oleh benda lain. Sebagai contoh, ketika lokomotif menarik gerbong, gaya diberikan lokomotif kepada gerbong; ketika temanmu mendorong meja, gaya diberikan temanmu kepada meja; ketika palu digunakan untuk memukul paku, gaya diberikan palu kepada paku.

Tiap gaya yang bekerja pada sebuah benda akan mendapat gaya tandingan dari benda tersebut. Pada gaya yang diberikan palu kepada paku, begitu palu menyentuh paku, palu berhenti sesaat atau bahkan memantul. Hal ini karena ada gaya dari paku sebagai reaksi

Gambar 14.14 Seorang Anak Memukul Paku

dari gaya palu. Jika gaya dari palu disebut gaya aksi dan gaya dari

dengan Palu

paku disebut gaya reaksi maka ada dua gaya, yaitu gaya aksi dan

Sumber Gambar:

gaya reaksi. Gaya reaksi dari paku sama besar dan berlawanan arah

Dokumentasi Penerbit

dengan gaya aksi dari palu.

202 Cerdas Belajar IPA untuk SMP/MTs Kelas VIII

Hukum III Newton menyatakan bahwa ketika suatu benda N memberikan gaya pada benda kedua maka benda kedua juga

memberikan gaya yang sama besar, tetapi berlawanan arah terhadap Z benda pertama. Hukum III Newton sering disebut dengan hukum aksi

reaksi. (Jangan lupa bahwa gaya aksi dan gaya reaksi bekerja pada benda yang berbeda)

W Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan hukum III Newton

dalam kehidupan sehari-hari.

a. Sebuah benda yang beratnya (w) diletakkan di atas meja. Meja akan Gambar 14.15 Gaya pada

Benda di Atas Meja

memberi reaksi yang disebut gaya normal (N) dengan (N = w). Arah gaya normal berlawanan dengan arah gaya berat.

b. Benda yang beratnya w digantung dengan tali vertikal maka T terdapat gaya tegangan tali (T) yang sama besar dengan (w).

Arah (T) berlawanan dengan arah (w).

c. Seseorang dengan berat w naik lift. Jika lift bergerak naik, berat orang yang menekan dasar lift akan lebih besar daripada (w). Jika lift berhenti maka gaya tekan ke dasar lift (= w), tetapi jika lift bergerak turun, gaya tekan orang pada dasar lift lebih kecil

W daripada (w).

Diam

Naik

Gambar 14.16 Gaya pada Benda yang Digantung

Gambar 14.17 Gaya pada Orang di dalam Lift

Uji Latih Diri 14.2

1. Sebuah benda sedang bergerak dengan kecepatan konstan. Pada benda tersebut bekerja gaya-gaya yang setimbang. Menurut hukum I Newton, apakah gaya-gaya tersebut akan mempengaruhi gerak benda?

2. Seseorang berada di atas rakit sedang melempar karung berisi beras dengan massa

40 kg. Rakit akan bergerak berlawanan arah dengan arah lemparan karung. Manakah gaya aksi dan gaya reaksi pada keadaan tersebut?