Aplikasi Hukum Newton dalam Kehidupan Se (3)
Aplikasi Hukum Newton dalam Kehidupan Sehari-hari
Tentunya banyak dari teman-teman yang sudah tau mengenai hukum Newton. Nah, kali
ini saya bakal nge-share penerapan Hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari.
Semoga bermanfaat ^^
APLIKASI HUKUM I NEWTON DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI:
1.
Pena yang berada di atas kertas di meja akan tetap disana ketika kertas
ditarik secara cepat.
2.
Ketika kita berdiri dalam bus yang sedang melaju kencang, tiba-tiba bus
direm, para penumpang akan terdorong ke depan.
3.
Demikian juga saat tiba-tiba bus dipercepat (di gas), para penumpang
terlempar ke belakang. Karena tubuh penumpang sedang mempertahankan posisi
diamnya.
4.
Ayunan bandul sederhana. Bandul jika tanpa gaya dari luar akan tetap
bergerak , dgn percepatan nol.
5.
Pada lift diam atau bergerak dengan kecepatan tetap, maka percepatannya
nol. Oleh karena itu, berlaku keseimbangan gaya (hukum I Newton).
6.
Saat kita salah memasang taplak padahal makanan sudah di taruh di
atasnya. Tenang, ketika kita tarik taplak tersebut lurus dan cepat, makanan tidak
akan bergeser.
7.
Benda diam yang ditaruh di meja tidak akan jatuh kecuali ada gaya luar yang
bekerja pada benda itu.
8.
Pemakaian roda gila pada mesin mobil.
9.
Bola Tolak peluru : akan diam jika tidak diberikan gaya dari luar. Dalam tolak
peluru, sifat kekekalan sebuah benda terdapat pada peluru itu sendiri. Pada saat peluru
dilempar, peluru akan terus bergerak secara beraturan setelah itu akan jatuh dan
berhenti, titik dimana peluru itu akan berhenti, dan akan terus diam jika tidak digerakkan.
10.
Pada saat Dribbling : bola akan terus bergerak beraturan, dan berhenti jika
bola di pegang kedua tangan.
11.
Seseorang yang turun dari sebuah bis yang masih melaju akan terjerembab
mengikuti arah gerak bis.
12.
Kardus yang berada diatas mobil akan terlempar ketika mobil tiba-tiba
membelok.
APLIKASI HUKUM II NEWTON DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI:
1.
Benda yang melaju jika melakukan percepatan akan dirinya maka gaya akan
bertambah besar.
2.
Pada gerakan di dalam lift. Ketika kita berada di dalam lift yang sedang
bergerak, gaya berat kita akan berubah sesuai pergerakan lift. Saat lift bergerak ke
atas, kita akan merasakan gaya berat yang lebih besar dibandingkan saat lift dalam
keadaan diam. Hal yang sebaliknya terjadi ketika lift yang kita tumpangi bergerak ke
bawah. Saat lift bergerak ke bawah, kita akan merasakan gaya berat yang lebih kecil
daripada saat lift dalam keadaan diam.
3.
Bus yang melaju dijalan raya akan mendapatkan percepatan yang
sebanding dengan gaya dan berbading terbalik dengan massa busl tersebut.
4.
Permainan Kelereng. Kelereng yang kecil saat dimainkan akan lebih cepat
menggelinding, sedangkan kelereng yang lebih besar relatif lebih lama (percepatan
berbanding terbalik dengan massanya).
5.
Menggeser barang pada bidang miring.
6.
Berat badan kita ( W= m g ).
7.
Saat melakukan lemparan tolak peluru : bola akan lebih jauh dan cepat jika
diberikan lemparan yang kuat begitu sebaliknya.
8.
Pada saat berlari : Menambah gaya kecepatan agar menghasilkan
percepatan yang maksimal. Semakin besar gaya yang dikeluarkan oleh seorang
atlit, maka akan semakin besar percepatannya.
9.
Mobil yang mogok akan lebih mudah didorong oleh dua orang,dibandingkan
diorong oleh satu orang.
10.
Jika terjadi tabrakan antara sebuah mobil dengan kereta api, biasanya mobil
akan terseret puluhan bahkan ratusan meter dari lokasi tabrakan sebelum akhirnya
berhenti. Terseretnya mobil menunjukkan terjadinya perubahan kecepatan pada
mobil, karena massa mobil jauh lebih kecil dari pada massa kereta api, maka
dengan gaya yang sama mobil medapan percepatan yang sangat besar, sedangkan
kereta api tidak mengalami percepatan.
11. Pada saat shooting : cepat dan lambat pergerakan bola basket
mempengaruhi jarak bola. Saat melakukan shooting, seorang atlet harus
menentukan kekuatan gaya yang dibutuhkan untuk memasukkan sebuah bola
ke dalam ring, tergantung jarak antara atlet dan ring.
APLIKASI HUKUM III NEWTON DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI:
1. Seseorang memakai sepatu roda dan berdiri menghadap tembok. Jika orang
tersebut mendorong tembok (aksi), maka tembok mendorongnya dengan
arah gaya yang berlawanan(reaksi).
2. Ketika menekan ujung meja dengan tangan, tangan kita mengerjakan gaya
pada meja(aksi). Dan sebaliknya ujung meja pun menekan tangan
kita(reaksi).
3. Ketika kaki pelari menolak papan start ke belakang(aksi), papan start
mendorong pelari ke depan(reaksi) sehingga pelari dapat melaju ke depan.
4. Ketika seorang perenang menggunakan kaki dan tangannya untuk
mendorong air ke belakang(aksi), air juga akan mendorong kaki dan tangan
perenang ke depan(reaksi).
5. Ketika kita berjalan di atas tanah, telapak kaki kita mendorong tanah ke
belakang. Sebagai reaksi, tanah mendorong kaki kita ke depan sehingga kita
dapat berjalan.
6. Ketika kita menembak, senapan mendorong peluru ke depan(aksi). Sebagai
reaksi, peluru pun mendorong senapan ke belakang.
7. Ketika mendayung perahu, pada waktu mengayunkan dayung, pendayung
mendorong air ke belakang(aksi). Sebagai reaksi, air memberi gaya pada
dayung ke depan, sehingga perahu bergerak ke depan.
8. Ketika seseorang membenturkan kepalanya ke tiang(aksi), dia akan merasa
sakit karena tiang memberikan gaya pada dia(reaksi).
9. Ketika orang menendang bola, kaki memberikan gaya ke
bola(aksi).Reaksi : bola memberikan gaya ke kaki.
10. Ketika peluncuran roket, roket mendorong asap ke belakang(aksi). Reaksi :
asap mendorong roket ke atas.
11. Ketika mobil berjalan, ban mobil berputar ke belakang(aksi). Reaksi : mobil
bergerak ke depan.
12. Ketika Anda duduk di kursi Anda, tubuh Anda memberikan gaya ke bawah
pada kursi dan kursi mengerahkan gaya ke atas pada tubuh Anda.
13. Seekor ikan menggunakan sirip untuk mendorong air ke belakang. Karena
hasil dari kekuatan interaksi timbal balik, air juga harus mendorong ikan ke
depan, mendorong ikan melalui air.
14. Seekor burung terbang dengan menggunakan sayapnya. Sayap burung
mendorong ke bawah udara. Karena hasil dari kekuatan interaksi timbal balik,
udara juga harus mendorong ke atas burung. Aksi-reaksi pasangan kekuatan
memungkinkan burung untuk terbang.
15. Ketika kita meniup balon sampai mengembang, dan kemudian
melepaskannya. Ketika mulut balon dilepaskan, balon mendorong udara
keluar. Pada saat yang sama, udara juga mendorong balon. Gaya dorong
udara menyebabkan balon terbang.
16. Ketika melakukan percobaan dengan menaiki perahu dan melemparkan
sesuatu, entah batu atau benda lain ke luar dari perahu. Ini dilakukan ketika
perahu sedang diam. Maka perahu akan bergerak ke belakang jika anda
melempar ke depan, dan sebaliknya.
17. Ketika ikan gurita bergerak ke depan dengan menyemprotkan air ke
belakang (gaya aksi); air yang disemprotkan tersebut mendorong ikan gurita
ke depan (gaya reaksi), sehingga ikan gurita bisa berenang bebas di dalam
air laut.
18. Peristiwa gaya magnet.
19. Adanya gaya gravitasi.
20. Gaya listrik.
21. Pantulan bola basket saat dribbling : Saat bola didribbling, pasti
memanfaatkan lantai sebagai tempat untuk memantulkan bola tersebut ke
atas.
22. Sebuah lokomotif menarik gerbong, gaya diberikan lokomotif kepada
gerbong.
http://sukmadew.blogspot.com/2013/06/aplikasi-hukum-newton-dalamkehidupan.html
Hukum Newton
Hukum Newton adalah salah satu hukum fisika terkenal yang dikeluarkan oleh Sir
Issac Newton pada tahun 1687 dalam bukunya “Mathematical Principles of Natural
Philosophy”. Hukum Newton menjelaskan mengenai pengertian dari gaya dengan
sifat-sifatnya dan hubungannya dengan pergerakan benda.
Sebelum dijelaskan lebih lanjut, kita harus mengetahui pengertian dari gaya. Secara
sederhana, gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan benda dapat
berubah arah pergerakan, bertambah cepat atau lambat, atau merubah bentuk
benda. Tetapi perlu dicatat, bahwa Hukum Newton berlaku untuk semua jenis gaya,
selama benda yang ditinjau kerangkanya tidak mendekati kecepatan cahaya.
Hukum Newton I
“Benda akan selalu bergerak dalam kecepatan konstan atau diam jika jumlah gaya
yang bekerja padanya sama dengan nol”. Pernyataan tersebut dapat ditulis dengan
notasi matematis
(F dalam bentuk vektor). Contohnya adalah pada sebuah
perlombaan tarik tambang yang pesertanya sama-sama kuat akan terlihat bahwa
peserta tersebut diam di tempat
Hukum Newton II
Hukum ini secara umum menjelaskan bahwa gaya adalah perubahan momentum
terhadap waktu, tetapi secara sederhananya menjelaskan mengenai hubungan gaya
dengan inersia benda (massa) dan percepatannya yang secara matematis
ditulis
(dengan F dan a dalam bentuk vektor). Semakin besar gayanya
semakin besar percepatannya sehingga sebuah benda yang diberi gaya secara
konstan akan bergerak semakin cepat.
Hukum Newton III
Hukum ini menjelaskan mengenai gaya aksi-reaksi. Ketika gaya dikenakan gaya
maka akan ada gaya balik akibat gaya tersebut yang disebut gaya reaksi. Contoh
gaya reaksi adalah gaya normal (kontak), gaya gesek, gaya pegas dan gaya tegang
tali.
Dalam analisis gaya hal yang perlu dilakukan adalah:
1. Menggambar Diagram Benda Bebas.
2. Menentukan arah-arah gaya (gaya luar dan gaya aksi reaksi).
3. Menentukan hukum yang sesuai, jika benda ditinjau saat akan bergerak,
diam dan pada kecepatan konstan maka Hukum Newton I diperlukan, jika
benda sudah dalam keadaan bergerak Hukum Newton II digunakan.
4. Tinjau keadaan benda dari sisi energi, momentum, kinematia, dan
sebagainya jika diperlukan.
5. Selesaikan secara matematis.
Hukum gerak Newton
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Hukum Newton pertama dan kedua, dalam bahasa Latin, dari edisi asli journal Principia Mathematica tahun
1687.
Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini
menggambarkan hubungan antara gayayang bekerja pada suatu benda dan gerak yang
disebabkannya. Hukum ini telah dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama
hampir 3 abad,[1] dan dapat dirangkum sebagai berikut:
1. Hukum Pertama: setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali ada gaya
yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut.[2][3][4] Berarti jika resultan
gaya nol, maka pusat massa dari suatu benda tetap diam, atau bergerak
dengan kecepatankonstan (tidak mengalami percepatan). Hal ini berlaku jika dilihat
dari kerangka acuan inersial.
2. Hukum Kedua: sebuah benda dengan massa M mengalami gaya resultan sebesar F
akan mengalami percepatan a yang arahnyasama dengan arah gaya, dan besarnya
berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga
diartikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama
dengan turunan dari momentum linear benda tersebut terhadap waktu.
3. Hukum Ketiga: gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan
arah terbalik, dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada
benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar –F kepada benda A. F dan –F
memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai
hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagaiaksi dan –F adalah reaksinya.
Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophiæ
Naturalis Principia Mathematica, pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687.[5] Newton
menggunakan karyanya untuk menjelaskan dan meniliti gerak dari bermacam-macam benda
fisik maupun sistem.[6] Contohnya dalam jilid tiga dari naskah tersebut, Newton menunjukkan
bahwa dengan menggabungkan antara hukum gerak dengan hukum gravitasi umum, ia dapat
menjelaskan hukum pergerakan planet milik Kepler.
Hukum Newton diterapkan pada benda yang dianggap sebagai partikel, [7] dalam evaluasi
pergerakan misalnya, panjang benda tidak dihiraukan, karena obyek yang dihitung dapat
dianggap kecil, relatif terhadap jarak yang ditempuh. Perubahan bentuk (deformasi) dan rotasi
dari suatu obyek juga tidak diperhitungkan dalam analisisnya. Maka sebuah planet dapat
dianggap sebagai suatu titik atau partikel untuk dianalisa gerakan orbitnya mengelilingi sebuah
bintang.
Dalam bentuk aslinya, hukum gerak Newton tidaklah cukup untuk menghitung gerakan dari
obyek yang bisa berubah bentuk (benda tidak padat). Leonard Euler pada tahun 1750
memperkenalkan generalisasi hukum gerak Newton untuk benda padat yang disebut hukum
gerak Euler, yang dalam perkembangannya juga dapat digunakan untuk benda tidak padat. Jika
setiap benda dapat direpresentasikan sebagai sekumpulan partikel-partikel yang berbeda, dan
tiap-tiap partikel mengikuti hukum gerak Newton, maka hukum-hukum Euler dapat diturunkan
dari hukum-hukum Newton. Hukum Euler dapat dianggap sebagai aksioma dalam menjelaskan
gerakan dari benda yang memiliki dimensi.[8]
Ketika kecepatan mendekati kecepatan cahaya, efek dari relativitas khusus harus
diperhitungkan. [9]
Hukum pertama Newton[sunting | sunting sumber]
Walter Lewin menjelaskan hukum pertama Newton.(MIT Course 8.01)[10]
Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi
quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.
Hukum I: Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan,
kecuali ada gaya yang bekerja untuk mengubahnya.[11]
Hukum ini menyatakan bahwa jika resultan gaya (jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja
pada benda) bernilai nol, maka kecepatanbenda tersebut konstan. Dirumuskan secara
matematis menjadi:
Artinya :
Sebuah benda yang sedang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang tidak
nol bekerja padanya.
Sebuah benda yang sedang bergerak, tidak akan berubah kecepatannya kecuali ada
resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.
Hukum pertama newton adalah penjelasan kembali dari hukum inersia yang sudah pernah
dideskripsikan oleh Galileo. Dalam bukunya Newton memberikan penghargaan
padaGalileo untuk hukum ini. Aristoteles berpendapat bahwa setiap benda memilik tempat
asal di alam semesta: benda berat seperti batu akan berada di atas tanah dan benda ringan
seperti asap berada di langit. Bintang-bintang akan tetap berada di surga. Ia mengira bahwa
sebuah benda sedang berada pada kondisi alamiahnya jika tidak bergerak, dan untuk satu
benda bergerak pada garis lurus dengan kecepatan konstan diperlukan sesuatu dari luar
benda tersebut yang terus mendorongnya, kalau tidak benda tersebut akan berhenti
bergerak. Tetapi Galileo menyadari bahwa gaya diperlukan untuk mengubah kecepatan
benda tersebut (percepatan), tapi untuk mempertahankan kecepatan tidak diperlukan gaya.
Sama dengan hukum pertama Newton : Tanpa gaya berarti tidak ada percepatan, maka
benda berada pada kecepatan konstan.
Hukum kedua Newton[sunting | sunting sumber]
Walter Lewin menjelaskan hukum dua Newton dengan menggunakan gravitasi sebagai contohnya.(MIT OCW)
[12]
Hukum kedua menyatakan bahwa total gaya pada sebuah partikel sama dengan banyaknya
perubahan momentum linierp terhadap waktu :
Karena hukumnya hanya berlaku untuk sistem dengan massa konstan, [13][14][15] variabel
massa (sebuah konstan) dapat dikeluarkan dari operator diferensial dengan
menggunakan aturan diferensiasi. Maka,
Dengan F adalah total gaya yang bekerja, m adalah massa benda, dan a adalah
percepatan benda. Maka total gaya yang bekerja pada suatu benda menghasilkan
percepatan yang berbanding lurus.
Massa yang bertambah atau berkurang dari suatu sistem akan mengakibatkan
perubahan dalam momentum. Perubahan momentum ini bukanlah akibat dari gaya.
Untuk menghitung sistem dengan massa yang bisa berubah-ubah, diperlukan
persamaan yang berbeda.
Sesuai dengan hukum pertama, turunan momentum terhadap waktu tidak nol ketika
terjadi perubahan arah, walaupun tidak terjadi perubahan besaran. Contohnya
adalah gerak melingkar beraturan. Hubungan ini juga secara tidak langsung
menyatakan kekekalan momentum: Ketika resultan gaya yang bekerja pada benda
nol, momentum benda tersebut konstan. Setiap perubahan gaya berbanding lurus
dengan perubahan momentum tiap satuan waktu.
Hukum kedua ini perlu perubahan jika relativitas khusus diperhitungkan, karena
dalam kecepatan sangat tinggi hasil kali massa dengan kecepatan tidak mendekati
momentum sebenarnya.
Impuls[sunting | sunting sumber]
Impuls J muncul ketika sebuah gaya F bekerja pada suatu interval waktu Δt, dan
dirumuskan sebagai[16][17]
Impuls adalah suatu konsep yang digunakan untuk menganalisis tumbukan. [18]
Sistem dengan massa berubah[sunting | sunting sumber]
Sistem dengan massa berubah, seperti roket yang bahan bakarnya digunakan
dan mengeluarkan gas sisa, tidak termasduk dalam sistem tertutup dan tidak
dapat dihitung dengan hanya mengubah massa menjadi sebuah fungsi dari
waktu di hukum kedua.[14] Alasannya, seperti yang tertulis dalam An Introduction
to Mechanics karya Kleppner dan Kolenkow, adalah bahwa hukum kedua
Newton berlaku terhadap partikel-partikel secara mendasar.[15] Pada mekanika
klasik, partikel memiliki massa yang konstant. Dalam kasus partikel-partikel
dalam suatu sistem yang terdefinisikan dengan jelas, hukum Newton dapat
digunakan dengan menjumlahkan semua partikel dalam sistem:
dengan Ftotal adalah total gaya yang bekerja pada sistem, M adalah total
massa dari sistem, dan apm adalah percepatan dari pusat massa sistem.
Sistem dengan massa yang berubah-ubah seperti roket atau ember yang
berlubang biasanya tidak dapat dihitung seperti sistem partikel, maka
hukum kedua Newton tidak dapat digunakan langsung. Persamaan baru
digunakan untuk menyelesaikan soal seperti itu dengan cara menata ulang
hukum kedua dan menghitung momentum yang dibawa oleh massa yang
masuk atau keluar dari sistem:[13]
dengan u adalah kecepatan dari massa yang masuk atau keluar relatif
terhadap pusat massa dari obyek utama. Dalam beberapa konvensi,
besar (u dm/dt) di sebelah kiri persamaan, yang juga disebut dorongan,
didefinisikan sebagai gaya (gaya yang dikeluarkan oleh suatu benda
sesuai dengan berubahnya massa, seperti dorongan roket) dan
dimasukan dalam besarnya F. Maka dengan mengubah definisi
percepatan, persamaan tadi menjadi
Sejarah[sunting | sunting sumber]
Hukum kedua Newton dalam bahasa aslinya (latin) berbunyi:
Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae,
et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.
Diterjmahkan dengan cukup tepat oleh Motte pada tahun 1729
menjadi:
Law II: The alteration of motion is ever proportional to the motive
force impress'd; and is made in the direction of the right line in
which that force is impress'd.
Yang dalam Bahasa Indonesia berarti:
Hukum Kedua: Perubahan dari gerak selalu berbanding lurus
terhadap gaya yang dihasilkan / bekerja, dan memiliki arah yang
sama dengan garis normal dari titik singgung gaya dan benda.
Hukum ketiga Newton[sunting | sunting sumber]
Hukum Ketiga Newton. Para pemain sepatu luncur es memberikan gaya pada
satu sama-lain dengan besar yang sama tapi berlawanan arah.
Penjelasan hukum ketiga Newton.[19]
“
Lex III: Actioni contrariam semper et æqualem esse
reactionem: sive corporum duorum actiones in se
mutuo semper esse æquales et in partes contrarias
dirigi.
“
”
Hukum ketiga : Untuk setiap aksi selalu ada reaksi
yang sama besar dan berlawanan arah: atau gaya
dari dua benda pada satu sama lain selalu sama
besar dan berlawanan arah.
”
Benda apapun yang menekan atau menarik benda lain mengalami
tekanan atau tarikan yang sama dari benda yang ditekan atau
ditarik. Kalau anda menekan sebuah batu dengan jari anda, jari
anda juga ditekan oleh batu. Jika seekor kuda menarik sebuah batu
dengan menggunakan tali, maka kuda tersebut juga "tertarik" ke
arah batu: untuk tali yang digunakan, juga akan menarik sang kuda
ke arah batu sebesar ia menarik sang batu ke arah kuda.
Hukum ketiga ini menjelaskan bahwa semua gaya
adalah interaksi antara benda-benda yang berbeda,[20] maka tidak
ada gaya yang bekerja hanya pada satu benda. Jika
benda A mengerjakan gaya pada benda B, benda B secara
bersamaan akan mengerjakan gaya dengan besar yang sama pada
benda A dan kedua gaya segaris. Seperti yang ditunjukan di
diagram, para peluncur es (Ice skater) memberikan gaya satu sama
lain dengan besar yang sama, tapi arah yang berlawanan.
Walaupun gaya yang diberikan sama, percepatan yang terjadi tidak
sama. Peluncur yang massanya lebih kecil akan mendapat
percepatan yang lebih besar karena hukum kedua Newton. Dua
gaya yang bekerja pada hukum ketiga ini adalah gaya yang bertipe
sama. Misalnya antara roda dengan jalan sama-sama memberikan
gaya gesek.
Secara sederhananya, sebuah gaya selalu bekerja pada sepasang
benda, dan tidak pernah hanya pada sebuah benda. Jadi untuk
setiap gaya selalu memiliki dua ujung. Setiap ujung gaya ini sama
kecuali arahnya yang berlawanan. Atau sebuah ujung gaya adalah
cerminan dari ujung lainnya.
Secara matematis, hukum ketiga ini berupa persamaan vektor satu
dimensi, yang bisa dituliskan sebagai berikut. Asumsikan benda A
dan benda B memberikan gaya terhadap satu sama lain.
Dengan
Fa,b adalah gaya-gaya yang bekerja pada A oleh B, dan
Fb,a adalah gaya-gaya yang bekerja pada B oleh A.
Newton menggunakan hukum ketiga untuk
menurunkan hukum kekekalan momentum,[21] namun
dengan pengamatan yang lebih dalam, kekekalan
momentum adalah ide yang lebih mendasar
(diturunkan melalui teorema Noether dari relativitas
Galileo dibandingkan hukum ketiga, dan tetap berlaku
pada kasus yang membuat hukum ketiga newton
seakan-akan tidak berlaku. Misalnya ketika medan
gaya memiliki momentum, dan dalam mekanika
kuantum.
Pentingnya hukum Newton dan
jangkauan
validitasnya[sunting | sunting sumber]
Hukum-hukum Newton sudah diverifikasi dengan
eksperimen dan pengamatan selama lebih dari 200
tahun, dan hukum-hukum ini adalah pendekatan yang
sangat baik untuk perhitungan dalam skala dan
kecepatan yang dialami oleh manusia sehari-hari.
Hukum gerak Newton dan hukum gravitasi
umum dan kalkulus, (untuk pertama kalinya) dapat
memfasilitasi penjelasan kuantitatif tentang berbagai
fenomena-fenomena fisis.
Ketiga hukum ini juga merupakan pendekatan yang
baik untuk benda-benda makroskopis dalam kondisi
sehari-hari. Namun hukum newton (digabungkan
dengan hukum gravitasi umum dan elektrodinamika
klasik) tidak tepat untuk digunakan dalam kondisi
tertentu, terutama dalam skala yang amat kecil,
kecepatan yang sangat tinggi (dalamrelativitas
khususs, faktor Lorentz, massa diam, dan kecepatan
harus diperhitungkan dalam perumusan momentum)
atau medan gravitasi yang sangat kuat. Maka hukumhukum ini tidak dapat digunakan untuk menjelaskan
fenomena-fenomena seperti konduksi listrik pada
sebuah semikonduktor, sifat-sifat optik dari sebuah
bahan, kesalahan padaGPS sistem yang tidak
diperbaiki secara relativistik, dan superkonduktivitas.
Penjelasan dari fenomena-fenomena ini membutuhkan
teori fisika yang lebih kompleks, termasukrelativitas
umum dan teori medan kuantum.
Dalam mekanika kuantum konsep seperti gaya,
momentum, dan posisi didefinsikan oleh operatoroperator linier yang beroperasi dalam kondisi kuantum,
pada kecepatan yang jauh lebih rendah dari kecepatan
cahaya, hukum-hukum Newton sama tepatnya dengan
operator-operator ini bekerja pada benda-benda klasik.
Pada kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya,
hukum kedua tetap berlaku seperti bentuk
aslinya F = dpdt , yang menjelaskan bahwa gaya adalah
turunan dari momentum suatu benda terhadap waktu,
namun beberapa versi terbaru dari hukum kedua tidak
berlaku pada kecepatan relativistik.
Hubungan dengan hukum
kekekalan[sunting | sunting sumber]
Di fisika modern, hukum
kekekalan dari momentum, energi, dan momentum
sudut berlaku lebih umum daripada hukum-hukum
Newton, karena mereka berlaku pada cahaya maupun
materi, dan juga pada fisika klasik maupun fisika nonklasik.
Secara sederhana, "Momen, energi, dan momentum
angular tidak dapat diciptakan atau dihilangkan."
Karena gaya adalah turunan dari momen, dalam teoriteori dasar (seperti mekanika kuantum, elektrodinamika
kuantum, relativitas umum, dsb.), konsep gaya tidak
penting dan berada dibawah kekekalan momentum.
Model standar dapat menjelaskan secara terperinci
bagaimana tiga gaya-gaya fundamental yang dikenal
sebagai gaya-gaya gauge, berasal dari
pertukaran partikel virtual. Gaya-gaya lain
seperti gravitasi dan tekanan degenerasi fermionic juga
muncul dari kekekalan momentum. Kekekalan dari 4momentum dalam gerak inersia melalui ruang-waktu
terkurva menghasilkan yang kita sebut sebagai gaya
gravitasi dalam teori relativitas umum.
Kekekalan energi baru ditemukan setelah hampir dua
abad setelah kehidupan Newton, adanya jeda yang
cukup panjang ini disebabkan oleh adanya kesulitan
dalam memahami peran dari energi mikroskopik dan
tak terlihat seperti panas dan cahaya infra-merah.
http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gerak_Newton
Tentunya banyak dari teman-teman yang sudah tau mengenai hukum Newton. Nah, kali
ini saya bakal nge-share penerapan Hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari.
Semoga bermanfaat ^^
APLIKASI HUKUM I NEWTON DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI:
1.
Pena yang berada di atas kertas di meja akan tetap disana ketika kertas
ditarik secara cepat.
2.
Ketika kita berdiri dalam bus yang sedang melaju kencang, tiba-tiba bus
direm, para penumpang akan terdorong ke depan.
3.
Demikian juga saat tiba-tiba bus dipercepat (di gas), para penumpang
terlempar ke belakang. Karena tubuh penumpang sedang mempertahankan posisi
diamnya.
4.
Ayunan bandul sederhana. Bandul jika tanpa gaya dari luar akan tetap
bergerak , dgn percepatan nol.
5.
Pada lift diam atau bergerak dengan kecepatan tetap, maka percepatannya
nol. Oleh karena itu, berlaku keseimbangan gaya (hukum I Newton).
6.
Saat kita salah memasang taplak padahal makanan sudah di taruh di
atasnya. Tenang, ketika kita tarik taplak tersebut lurus dan cepat, makanan tidak
akan bergeser.
7.
Benda diam yang ditaruh di meja tidak akan jatuh kecuali ada gaya luar yang
bekerja pada benda itu.
8.
Pemakaian roda gila pada mesin mobil.
9.
Bola Tolak peluru : akan diam jika tidak diberikan gaya dari luar. Dalam tolak
peluru, sifat kekekalan sebuah benda terdapat pada peluru itu sendiri. Pada saat peluru
dilempar, peluru akan terus bergerak secara beraturan setelah itu akan jatuh dan
berhenti, titik dimana peluru itu akan berhenti, dan akan terus diam jika tidak digerakkan.
10.
Pada saat Dribbling : bola akan terus bergerak beraturan, dan berhenti jika
bola di pegang kedua tangan.
11.
Seseorang yang turun dari sebuah bis yang masih melaju akan terjerembab
mengikuti arah gerak bis.
12.
Kardus yang berada diatas mobil akan terlempar ketika mobil tiba-tiba
membelok.
APLIKASI HUKUM II NEWTON DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI:
1.
Benda yang melaju jika melakukan percepatan akan dirinya maka gaya akan
bertambah besar.
2.
Pada gerakan di dalam lift. Ketika kita berada di dalam lift yang sedang
bergerak, gaya berat kita akan berubah sesuai pergerakan lift. Saat lift bergerak ke
atas, kita akan merasakan gaya berat yang lebih besar dibandingkan saat lift dalam
keadaan diam. Hal yang sebaliknya terjadi ketika lift yang kita tumpangi bergerak ke
bawah. Saat lift bergerak ke bawah, kita akan merasakan gaya berat yang lebih kecil
daripada saat lift dalam keadaan diam.
3.
Bus yang melaju dijalan raya akan mendapatkan percepatan yang
sebanding dengan gaya dan berbading terbalik dengan massa busl tersebut.
4.
Permainan Kelereng. Kelereng yang kecil saat dimainkan akan lebih cepat
menggelinding, sedangkan kelereng yang lebih besar relatif lebih lama (percepatan
berbanding terbalik dengan massanya).
5.
Menggeser barang pada bidang miring.
6.
Berat badan kita ( W= m g ).
7.
Saat melakukan lemparan tolak peluru : bola akan lebih jauh dan cepat jika
diberikan lemparan yang kuat begitu sebaliknya.
8.
Pada saat berlari : Menambah gaya kecepatan agar menghasilkan
percepatan yang maksimal. Semakin besar gaya yang dikeluarkan oleh seorang
atlit, maka akan semakin besar percepatannya.
9.
Mobil yang mogok akan lebih mudah didorong oleh dua orang,dibandingkan
diorong oleh satu orang.
10.
Jika terjadi tabrakan antara sebuah mobil dengan kereta api, biasanya mobil
akan terseret puluhan bahkan ratusan meter dari lokasi tabrakan sebelum akhirnya
berhenti. Terseretnya mobil menunjukkan terjadinya perubahan kecepatan pada
mobil, karena massa mobil jauh lebih kecil dari pada massa kereta api, maka
dengan gaya yang sama mobil medapan percepatan yang sangat besar, sedangkan
kereta api tidak mengalami percepatan.
11. Pada saat shooting : cepat dan lambat pergerakan bola basket
mempengaruhi jarak bola. Saat melakukan shooting, seorang atlet harus
menentukan kekuatan gaya yang dibutuhkan untuk memasukkan sebuah bola
ke dalam ring, tergantung jarak antara atlet dan ring.
APLIKASI HUKUM III NEWTON DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI:
1. Seseorang memakai sepatu roda dan berdiri menghadap tembok. Jika orang
tersebut mendorong tembok (aksi), maka tembok mendorongnya dengan
arah gaya yang berlawanan(reaksi).
2. Ketika menekan ujung meja dengan tangan, tangan kita mengerjakan gaya
pada meja(aksi). Dan sebaliknya ujung meja pun menekan tangan
kita(reaksi).
3. Ketika kaki pelari menolak papan start ke belakang(aksi), papan start
mendorong pelari ke depan(reaksi) sehingga pelari dapat melaju ke depan.
4. Ketika seorang perenang menggunakan kaki dan tangannya untuk
mendorong air ke belakang(aksi), air juga akan mendorong kaki dan tangan
perenang ke depan(reaksi).
5. Ketika kita berjalan di atas tanah, telapak kaki kita mendorong tanah ke
belakang. Sebagai reaksi, tanah mendorong kaki kita ke depan sehingga kita
dapat berjalan.
6. Ketika kita menembak, senapan mendorong peluru ke depan(aksi). Sebagai
reaksi, peluru pun mendorong senapan ke belakang.
7. Ketika mendayung perahu, pada waktu mengayunkan dayung, pendayung
mendorong air ke belakang(aksi). Sebagai reaksi, air memberi gaya pada
dayung ke depan, sehingga perahu bergerak ke depan.
8. Ketika seseorang membenturkan kepalanya ke tiang(aksi), dia akan merasa
sakit karena tiang memberikan gaya pada dia(reaksi).
9. Ketika orang menendang bola, kaki memberikan gaya ke
bola(aksi).Reaksi : bola memberikan gaya ke kaki.
10. Ketika peluncuran roket, roket mendorong asap ke belakang(aksi). Reaksi :
asap mendorong roket ke atas.
11. Ketika mobil berjalan, ban mobil berputar ke belakang(aksi). Reaksi : mobil
bergerak ke depan.
12. Ketika Anda duduk di kursi Anda, tubuh Anda memberikan gaya ke bawah
pada kursi dan kursi mengerahkan gaya ke atas pada tubuh Anda.
13. Seekor ikan menggunakan sirip untuk mendorong air ke belakang. Karena
hasil dari kekuatan interaksi timbal balik, air juga harus mendorong ikan ke
depan, mendorong ikan melalui air.
14. Seekor burung terbang dengan menggunakan sayapnya. Sayap burung
mendorong ke bawah udara. Karena hasil dari kekuatan interaksi timbal balik,
udara juga harus mendorong ke atas burung. Aksi-reaksi pasangan kekuatan
memungkinkan burung untuk terbang.
15. Ketika kita meniup balon sampai mengembang, dan kemudian
melepaskannya. Ketika mulut balon dilepaskan, balon mendorong udara
keluar. Pada saat yang sama, udara juga mendorong balon. Gaya dorong
udara menyebabkan balon terbang.
16. Ketika melakukan percobaan dengan menaiki perahu dan melemparkan
sesuatu, entah batu atau benda lain ke luar dari perahu. Ini dilakukan ketika
perahu sedang diam. Maka perahu akan bergerak ke belakang jika anda
melempar ke depan, dan sebaliknya.
17. Ketika ikan gurita bergerak ke depan dengan menyemprotkan air ke
belakang (gaya aksi); air yang disemprotkan tersebut mendorong ikan gurita
ke depan (gaya reaksi), sehingga ikan gurita bisa berenang bebas di dalam
air laut.
18. Peristiwa gaya magnet.
19. Adanya gaya gravitasi.
20. Gaya listrik.
21. Pantulan bola basket saat dribbling : Saat bola didribbling, pasti
memanfaatkan lantai sebagai tempat untuk memantulkan bola tersebut ke
atas.
22. Sebuah lokomotif menarik gerbong, gaya diberikan lokomotif kepada
gerbong.
http://sukmadew.blogspot.com/2013/06/aplikasi-hukum-newton-dalamkehidupan.html
Hukum Newton
Hukum Newton adalah salah satu hukum fisika terkenal yang dikeluarkan oleh Sir
Issac Newton pada tahun 1687 dalam bukunya “Mathematical Principles of Natural
Philosophy”. Hukum Newton menjelaskan mengenai pengertian dari gaya dengan
sifat-sifatnya dan hubungannya dengan pergerakan benda.
Sebelum dijelaskan lebih lanjut, kita harus mengetahui pengertian dari gaya. Secara
sederhana, gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan benda dapat
berubah arah pergerakan, bertambah cepat atau lambat, atau merubah bentuk
benda. Tetapi perlu dicatat, bahwa Hukum Newton berlaku untuk semua jenis gaya,
selama benda yang ditinjau kerangkanya tidak mendekati kecepatan cahaya.
Hukum Newton I
“Benda akan selalu bergerak dalam kecepatan konstan atau diam jika jumlah gaya
yang bekerja padanya sama dengan nol”. Pernyataan tersebut dapat ditulis dengan
notasi matematis
(F dalam bentuk vektor). Contohnya adalah pada sebuah
perlombaan tarik tambang yang pesertanya sama-sama kuat akan terlihat bahwa
peserta tersebut diam di tempat
Hukum Newton II
Hukum ini secara umum menjelaskan bahwa gaya adalah perubahan momentum
terhadap waktu, tetapi secara sederhananya menjelaskan mengenai hubungan gaya
dengan inersia benda (massa) dan percepatannya yang secara matematis
ditulis
(dengan F dan a dalam bentuk vektor). Semakin besar gayanya
semakin besar percepatannya sehingga sebuah benda yang diberi gaya secara
konstan akan bergerak semakin cepat.
Hukum Newton III
Hukum ini menjelaskan mengenai gaya aksi-reaksi. Ketika gaya dikenakan gaya
maka akan ada gaya balik akibat gaya tersebut yang disebut gaya reaksi. Contoh
gaya reaksi adalah gaya normal (kontak), gaya gesek, gaya pegas dan gaya tegang
tali.
Dalam analisis gaya hal yang perlu dilakukan adalah:
1. Menggambar Diagram Benda Bebas.
2. Menentukan arah-arah gaya (gaya luar dan gaya aksi reaksi).
3. Menentukan hukum yang sesuai, jika benda ditinjau saat akan bergerak,
diam dan pada kecepatan konstan maka Hukum Newton I diperlukan, jika
benda sudah dalam keadaan bergerak Hukum Newton II digunakan.
4. Tinjau keadaan benda dari sisi energi, momentum, kinematia, dan
sebagainya jika diperlukan.
5. Selesaikan secara matematis.
Hukum gerak Newton
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Hukum Newton pertama dan kedua, dalam bahasa Latin, dari edisi asli journal Principia Mathematica tahun
1687.
Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini
menggambarkan hubungan antara gayayang bekerja pada suatu benda dan gerak yang
disebabkannya. Hukum ini telah dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama
hampir 3 abad,[1] dan dapat dirangkum sebagai berikut:
1. Hukum Pertama: setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali ada gaya
yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut.[2][3][4] Berarti jika resultan
gaya nol, maka pusat massa dari suatu benda tetap diam, atau bergerak
dengan kecepatankonstan (tidak mengalami percepatan). Hal ini berlaku jika dilihat
dari kerangka acuan inersial.
2. Hukum Kedua: sebuah benda dengan massa M mengalami gaya resultan sebesar F
akan mengalami percepatan a yang arahnyasama dengan arah gaya, dan besarnya
berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga
diartikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama
dengan turunan dari momentum linear benda tersebut terhadap waktu.
3. Hukum Ketiga: gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan
arah terbalik, dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada
benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar –F kepada benda A. F dan –F
memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai
hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagaiaksi dan –F adalah reaksinya.
Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophiæ
Naturalis Principia Mathematica, pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687.[5] Newton
menggunakan karyanya untuk menjelaskan dan meniliti gerak dari bermacam-macam benda
fisik maupun sistem.[6] Contohnya dalam jilid tiga dari naskah tersebut, Newton menunjukkan
bahwa dengan menggabungkan antara hukum gerak dengan hukum gravitasi umum, ia dapat
menjelaskan hukum pergerakan planet milik Kepler.
Hukum Newton diterapkan pada benda yang dianggap sebagai partikel, [7] dalam evaluasi
pergerakan misalnya, panjang benda tidak dihiraukan, karena obyek yang dihitung dapat
dianggap kecil, relatif terhadap jarak yang ditempuh. Perubahan bentuk (deformasi) dan rotasi
dari suatu obyek juga tidak diperhitungkan dalam analisisnya. Maka sebuah planet dapat
dianggap sebagai suatu titik atau partikel untuk dianalisa gerakan orbitnya mengelilingi sebuah
bintang.
Dalam bentuk aslinya, hukum gerak Newton tidaklah cukup untuk menghitung gerakan dari
obyek yang bisa berubah bentuk (benda tidak padat). Leonard Euler pada tahun 1750
memperkenalkan generalisasi hukum gerak Newton untuk benda padat yang disebut hukum
gerak Euler, yang dalam perkembangannya juga dapat digunakan untuk benda tidak padat. Jika
setiap benda dapat direpresentasikan sebagai sekumpulan partikel-partikel yang berbeda, dan
tiap-tiap partikel mengikuti hukum gerak Newton, maka hukum-hukum Euler dapat diturunkan
dari hukum-hukum Newton. Hukum Euler dapat dianggap sebagai aksioma dalam menjelaskan
gerakan dari benda yang memiliki dimensi.[8]
Ketika kecepatan mendekati kecepatan cahaya, efek dari relativitas khusus harus
diperhitungkan. [9]
Hukum pertama Newton[sunting | sunting sumber]
Walter Lewin menjelaskan hukum pertama Newton.(MIT Course 8.01)[10]
Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi
quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.
Hukum I: Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan,
kecuali ada gaya yang bekerja untuk mengubahnya.[11]
Hukum ini menyatakan bahwa jika resultan gaya (jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja
pada benda) bernilai nol, maka kecepatanbenda tersebut konstan. Dirumuskan secara
matematis menjadi:
Artinya :
Sebuah benda yang sedang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang tidak
nol bekerja padanya.
Sebuah benda yang sedang bergerak, tidak akan berubah kecepatannya kecuali ada
resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.
Hukum pertama newton adalah penjelasan kembali dari hukum inersia yang sudah pernah
dideskripsikan oleh Galileo. Dalam bukunya Newton memberikan penghargaan
padaGalileo untuk hukum ini. Aristoteles berpendapat bahwa setiap benda memilik tempat
asal di alam semesta: benda berat seperti batu akan berada di atas tanah dan benda ringan
seperti asap berada di langit. Bintang-bintang akan tetap berada di surga. Ia mengira bahwa
sebuah benda sedang berada pada kondisi alamiahnya jika tidak bergerak, dan untuk satu
benda bergerak pada garis lurus dengan kecepatan konstan diperlukan sesuatu dari luar
benda tersebut yang terus mendorongnya, kalau tidak benda tersebut akan berhenti
bergerak. Tetapi Galileo menyadari bahwa gaya diperlukan untuk mengubah kecepatan
benda tersebut (percepatan), tapi untuk mempertahankan kecepatan tidak diperlukan gaya.
Sama dengan hukum pertama Newton : Tanpa gaya berarti tidak ada percepatan, maka
benda berada pada kecepatan konstan.
Hukum kedua Newton[sunting | sunting sumber]
Walter Lewin menjelaskan hukum dua Newton dengan menggunakan gravitasi sebagai contohnya.(MIT OCW)
[12]
Hukum kedua menyatakan bahwa total gaya pada sebuah partikel sama dengan banyaknya
perubahan momentum linierp terhadap waktu :
Karena hukumnya hanya berlaku untuk sistem dengan massa konstan, [13][14][15] variabel
massa (sebuah konstan) dapat dikeluarkan dari operator diferensial dengan
menggunakan aturan diferensiasi. Maka,
Dengan F adalah total gaya yang bekerja, m adalah massa benda, dan a adalah
percepatan benda. Maka total gaya yang bekerja pada suatu benda menghasilkan
percepatan yang berbanding lurus.
Massa yang bertambah atau berkurang dari suatu sistem akan mengakibatkan
perubahan dalam momentum. Perubahan momentum ini bukanlah akibat dari gaya.
Untuk menghitung sistem dengan massa yang bisa berubah-ubah, diperlukan
persamaan yang berbeda.
Sesuai dengan hukum pertama, turunan momentum terhadap waktu tidak nol ketika
terjadi perubahan arah, walaupun tidak terjadi perubahan besaran. Contohnya
adalah gerak melingkar beraturan. Hubungan ini juga secara tidak langsung
menyatakan kekekalan momentum: Ketika resultan gaya yang bekerja pada benda
nol, momentum benda tersebut konstan. Setiap perubahan gaya berbanding lurus
dengan perubahan momentum tiap satuan waktu.
Hukum kedua ini perlu perubahan jika relativitas khusus diperhitungkan, karena
dalam kecepatan sangat tinggi hasil kali massa dengan kecepatan tidak mendekati
momentum sebenarnya.
Impuls[sunting | sunting sumber]
Impuls J muncul ketika sebuah gaya F bekerja pada suatu interval waktu Δt, dan
dirumuskan sebagai[16][17]
Impuls adalah suatu konsep yang digunakan untuk menganalisis tumbukan. [18]
Sistem dengan massa berubah[sunting | sunting sumber]
Sistem dengan massa berubah, seperti roket yang bahan bakarnya digunakan
dan mengeluarkan gas sisa, tidak termasduk dalam sistem tertutup dan tidak
dapat dihitung dengan hanya mengubah massa menjadi sebuah fungsi dari
waktu di hukum kedua.[14] Alasannya, seperti yang tertulis dalam An Introduction
to Mechanics karya Kleppner dan Kolenkow, adalah bahwa hukum kedua
Newton berlaku terhadap partikel-partikel secara mendasar.[15] Pada mekanika
klasik, partikel memiliki massa yang konstant. Dalam kasus partikel-partikel
dalam suatu sistem yang terdefinisikan dengan jelas, hukum Newton dapat
digunakan dengan menjumlahkan semua partikel dalam sistem:
dengan Ftotal adalah total gaya yang bekerja pada sistem, M adalah total
massa dari sistem, dan apm adalah percepatan dari pusat massa sistem.
Sistem dengan massa yang berubah-ubah seperti roket atau ember yang
berlubang biasanya tidak dapat dihitung seperti sistem partikel, maka
hukum kedua Newton tidak dapat digunakan langsung. Persamaan baru
digunakan untuk menyelesaikan soal seperti itu dengan cara menata ulang
hukum kedua dan menghitung momentum yang dibawa oleh massa yang
masuk atau keluar dari sistem:[13]
dengan u adalah kecepatan dari massa yang masuk atau keluar relatif
terhadap pusat massa dari obyek utama. Dalam beberapa konvensi,
besar (u dm/dt) di sebelah kiri persamaan, yang juga disebut dorongan,
didefinisikan sebagai gaya (gaya yang dikeluarkan oleh suatu benda
sesuai dengan berubahnya massa, seperti dorongan roket) dan
dimasukan dalam besarnya F. Maka dengan mengubah definisi
percepatan, persamaan tadi menjadi
Sejarah[sunting | sunting sumber]
Hukum kedua Newton dalam bahasa aslinya (latin) berbunyi:
Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae,
et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.
Diterjmahkan dengan cukup tepat oleh Motte pada tahun 1729
menjadi:
Law II: The alteration of motion is ever proportional to the motive
force impress'd; and is made in the direction of the right line in
which that force is impress'd.
Yang dalam Bahasa Indonesia berarti:
Hukum Kedua: Perubahan dari gerak selalu berbanding lurus
terhadap gaya yang dihasilkan / bekerja, dan memiliki arah yang
sama dengan garis normal dari titik singgung gaya dan benda.
Hukum ketiga Newton[sunting | sunting sumber]
Hukum Ketiga Newton. Para pemain sepatu luncur es memberikan gaya pada
satu sama-lain dengan besar yang sama tapi berlawanan arah.
Penjelasan hukum ketiga Newton.[19]
“
Lex III: Actioni contrariam semper et æqualem esse
reactionem: sive corporum duorum actiones in se
mutuo semper esse æquales et in partes contrarias
dirigi.
“
”
Hukum ketiga : Untuk setiap aksi selalu ada reaksi
yang sama besar dan berlawanan arah: atau gaya
dari dua benda pada satu sama lain selalu sama
besar dan berlawanan arah.
”
Benda apapun yang menekan atau menarik benda lain mengalami
tekanan atau tarikan yang sama dari benda yang ditekan atau
ditarik. Kalau anda menekan sebuah batu dengan jari anda, jari
anda juga ditekan oleh batu. Jika seekor kuda menarik sebuah batu
dengan menggunakan tali, maka kuda tersebut juga "tertarik" ke
arah batu: untuk tali yang digunakan, juga akan menarik sang kuda
ke arah batu sebesar ia menarik sang batu ke arah kuda.
Hukum ketiga ini menjelaskan bahwa semua gaya
adalah interaksi antara benda-benda yang berbeda,[20] maka tidak
ada gaya yang bekerja hanya pada satu benda. Jika
benda A mengerjakan gaya pada benda B, benda B secara
bersamaan akan mengerjakan gaya dengan besar yang sama pada
benda A dan kedua gaya segaris. Seperti yang ditunjukan di
diagram, para peluncur es (Ice skater) memberikan gaya satu sama
lain dengan besar yang sama, tapi arah yang berlawanan.
Walaupun gaya yang diberikan sama, percepatan yang terjadi tidak
sama. Peluncur yang massanya lebih kecil akan mendapat
percepatan yang lebih besar karena hukum kedua Newton. Dua
gaya yang bekerja pada hukum ketiga ini adalah gaya yang bertipe
sama. Misalnya antara roda dengan jalan sama-sama memberikan
gaya gesek.
Secara sederhananya, sebuah gaya selalu bekerja pada sepasang
benda, dan tidak pernah hanya pada sebuah benda. Jadi untuk
setiap gaya selalu memiliki dua ujung. Setiap ujung gaya ini sama
kecuali arahnya yang berlawanan. Atau sebuah ujung gaya adalah
cerminan dari ujung lainnya.
Secara matematis, hukum ketiga ini berupa persamaan vektor satu
dimensi, yang bisa dituliskan sebagai berikut. Asumsikan benda A
dan benda B memberikan gaya terhadap satu sama lain.
Dengan
Fa,b adalah gaya-gaya yang bekerja pada A oleh B, dan
Fb,a adalah gaya-gaya yang bekerja pada B oleh A.
Newton menggunakan hukum ketiga untuk
menurunkan hukum kekekalan momentum,[21] namun
dengan pengamatan yang lebih dalam, kekekalan
momentum adalah ide yang lebih mendasar
(diturunkan melalui teorema Noether dari relativitas
Galileo dibandingkan hukum ketiga, dan tetap berlaku
pada kasus yang membuat hukum ketiga newton
seakan-akan tidak berlaku. Misalnya ketika medan
gaya memiliki momentum, dan dalam mekanika
kuantum.
Pentingnya hukum Newton dan
jangkauan
validitasnya[sunting | sunting sumber]
Hukum-hukum Newton sudah diverifikasi dengan
eksperimen dan pengamatan selama lebih dari 200
tahun, dan hukum-hukum ini adalah pendekatan yang
sangat baik untuk perhitungan dalam skala dan
kecepatan yang dialami oleh manusia sehari-hari.
Hukum gerak Newton dan hukum gravitasi
umum dan kalkulus, (untuk pertama kalinya) dapat
memfasilitasi penjelasan kuantitatif tentang berbagai
fenomena-fenomena fisis.
Ketiga hukum ini juga merupakan pendekatan yang
baik untuk benda-benda makroskopis dalam kondisi
sehari-hari. Namun hukum newton (digabungkan
dengan hukum gravitasi umum dan elektrodinamika
klasik) tidak tepat untuk digunakan dalam kondisi
tertentu, terutama dalam skala yang amat kecil,
kecepatan yang sangat tinggi (dalamrelativitas
khususs, faktor Lorentz, massa diam, dan kecepatan
harus diperhitungkan dalam perumusan momentum)
atau medan gravitasi yang sangat kuat. Maka hukumhukum ini tidak dapat digunakan untuk menjelaskan
fenomena-fenomena seperti konduksi listrik pada
sebuah semikonduktor, sifat-sifat optik dari sebuah
bahan, kesalahan padaGPS sistem yang tidak
diperbaiki secara relativistik, dan superkonduktivitas.
Penjelasan dari fenomena-fenomena ini membutuhkan
teori fisika yang lebih kompleks, termasukrelativitas
umum dan teori medan kuantum.
Dalam mekanika kuantum konsep seperti gaya,
momentum, dan posisi didefinsikan oleh operatoroperator linier yang beroperasi dalam kondisi kuantum,
pada kecepatan yang jauh lebih rendah dari kecepatan
cahaya, hukum-hukum Newton sama tepatnya dengan
operator-operator ini bekerja pada benda-benda klasik.
Pada kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya,
hukum kedua tetap berlaku seperti bentuk
aslinya F = dpdt , yang menjelaskan bahwa gaya adalah
turunan dari momentum suatu benda terhadap waktu,
namun beberapa versi terbaru dari hukum kedua tidak
berlaku pada kecepatan relativistik.
Hubungan dengan hukum
kekekalan[sunting | sunting sumber]
Di fisika modern, hukum
kekekalan dari momentum, energi, dan momentum
sudut berlaku lebih umum daripada hukum-hukum
Newton, karena mereka berlaku pada cahaya maupun
materi, dan juga pada fisika klasik maupun fisika nonklasik.
Secara sederhana, "Momen, energi, dan momentum
angular tidak dapat diciptakan atau dihilangkan."
Karena gaya adalah turunan dari momen, dalam teoriteori dasar (seperti mekanika kuantum, elektrodinamika
kuantum, relativitas umum, dsb.), konsep gaya tidak
penting dan berada dibawah kekekalan momentum.
Model standar dapat menjelaskan secara terperinci
bagaimana tiga gaya-gaya fundamental yang dikenal
sebagai gaya-gaya gauge, berasal dari
pertukaran partikel virtual. Gaya-gaya lain
seperti gravitasi dan tekanan degenerasi fermionic juga
muncul dari kekekalan momentum. Kekekalan dari 4momentum dalam gerak inersia melalui ruang-waktu
terkurva menghasilkan yang kita sebut sebagai gaya
gravitasi dalam teori relativitas umum.
Kekekalan energi baru ditemukan setelah hampir dua
abad setelah kehidupan Newton, adanya jeda yang
cukup panjang ini disebabkan oleh adanya kesulitan
dalam memahami peran dari energi mikroskopik dan
tak terlihat seperti panas dan cahaya infra-merah.
http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gerak_Newton