Definisi, Bunyi, Contoh di Kehidupan, Soal

Computer class in school university empty interior Free Vector — freepik.com

Berikut ini penjelsan pada masing masing Hukum Newton 1, 2, dan 3 inersia, gaya dan akselerasi, aksi dan reaksi dengan contoh di kehidupan sehari dan contoh soal dan penyelesaiannya

Isaac Newton adalah seorang ahli fisika dan matematika yang mengembangkan prinsip-prinsip fisika modern, termasuk hukum gerak dan diakui sebagai salah satu pemikir besar Revolusi Ilmiah abad ke-17.

Pada 1687, ia menerbitkan karyanya yang paling terkenal, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Prinsip-prinsip Matematika dari Filsafat Alam), yang telah disebut sebagai buku paling berpengaruh tentang fisika. Pada 1705, ia dianugerahi gelar kebangsawanan oleh Ratu Anne dari Inggris, menjadikannya Sir Isaac Newton.

Hukum-hukum Newton

Mengendarai mobil, dan bahkan berjalan-jalan saja adalah contoh sehari-hari hukum gerak Newton. Dikompilasi pada tahun 1687 oleh matematikawan Inggris Isaac Newton, tiga hukum utama menggambarkan kekuatan dan gerak benda di Bumi dan di seluruh alam semesta.

Hukum I Newton : Inersia

Jika benda tidak ada resultan gaya yang bekerja pada suatu benda maka benda yang semula diam akan terus diam, sedangkan benda yang sebelumnya bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan (GLB).

Hukum ini dinyatakan sebagai

$\sum {\overrightarrow {F}}=0{\begin{cases}Jika\;v_{0}=0\rightarrow v_{1}=0\\Jika\;v_{0}=v\rightarrow v_{1}=v\end{cases}}$

Affiliate Banner Unlimited Hosting Indonesia

Penerapan pada Kehidupan sehari-hari

Kecenderungan objek untuk tetap diam atau mempertahankan kecepatan konstan disebut inersia dan ketahanannya terhadap deviasi dari inersia bervariasi berdasarkan massanya.

Misalnya : Sepeda atau mobil akan terus bergerak kecuali pengendara atau pengemudi menerapkan gaya gesekan melalui rem untuk menghentikannya. Seorang pengemudi atau penumpang dalam mobil yang bergerak yang tidak mengenakan sabuk pengaman akan terlempar ke depan ketika mobil tiba-tiba berhenti karena dia tetap bergerak. Sabuk pengaman yang dikencangkan memberikan gaya pengekangan pada gerakan penumpang atau pengemudi.

Contoh lain Hukum Pertama Newton Jika Anda memasukkan keping hoki di atas es, akhirnya es itu akan berhenti, karena gesekan pada es. Ini juga akan berhenti jika mengenai sesuatu, seperti tongkat pemain atau tiang gawang.

Jika Anda menendang bola di ruang angkasa, itu akan terus berlangsung selamanya, karena tidak ada gravitasi, gesekan, atau hambatan udara melawannya. Ia hanya akan berhenti bergerak ke satu arah jika menabrak sesuatu seperti meteorit atau mencapai medan gravitasi planet lain.

Jika Anda mengendarai mobil dengan kecepatan sangat tinggi dan menabrak sesuatu, seperti dinding bata atau pohon. Mobil akan berhenti sebentar, tetapi Anda akan terus bergerak maju. Inilah sebabnya mobil memiliki airbag, untuk melindungi Anda dari menabrak kaca depan.

Contoh soal

Sebuah elevator ditarik ke atas dengan kecepatan konstan oleh kabel seperti terlihat pada diagram di bawah ini.

www.bbc.co.uk

Sementara lift bergerak ke atas dengan kecepatan konstan, bagaimana besarnya gaya ke atas yang diberikan pada lift oleh kabel $F_{c}$ bandingkan dengan besarnya gaya gravitasi ke bawah $F_{g}$ di lift?

Jawab

$F_{c}=F_{g}$ , Karena jika elevator bergerak dengan kecepatan konstan, gaya total harus nol. Agar gaya total pada lift menjadi nol, gaya ke atas dan ke bawah harus membatalkan dengan tepat.

Contoh benda dengan gerakan seragam

Hukum pertama Newton dapat digunakan untuk menjelaskan pergerakan benda yang bergerak dengan gerakan seragam (kecepatan konstan). Sebagai contoh, ketika sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan, tenaga penggerak dari mesin diimbangi oleh gaya-gaya resistif seperti hambatan udara dan gaya gesek pada bagian-bagian yang bergerak dari mobil. Gaya yang dihasilkan pada mobil adalah nol.

Contoh lain termasuk:

seorang pelari dengan kecepatan tertinggi mengalami hambatan udara yang sama dengan daya dorong mereka
sebuah benda yang jatuh dengan kecepatan terminal mengalami hambatan udara yang sama dengan bobotnya

Contoh benda dengan gerakan tidak seragam

Hukum pertama Newton juga dapat digunakan untuk menjelaskan pergerakan benda yang bepergian dengan gerakan yang tidak seragam. Ini termasuk situasi ketika kecepatan berubah, arah berubah, atau keduanya berubah. Misalnya, ketika mobil berakselerasi, tenaga penggerak dari mesin lebih besar daripada kekuatan resistif. Gaya yang dihasilkan tidak nol.

Contoh lain termasuk:

pada awal pelarian mereka, pelari mengalami lebih sedikit hambatan udara daripada dorongan mereka, sehingga mereka berakselerasi
suatu benda yang mulai jatuh mengalami lebih sedikit hambatan udara daripada beratnya, sehingga ia mengalami percepatan

Hukum II Newton : Gaya dan Akselerasi

Percepatan yang ditimbulkan oleh resultan gaya pada suatu benda / sistem sebanding dengan resultan gaya tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda/sistem.

Hukum ini dinyatakan sebagai

${\overrightarrow {a}}={\frac {\sum {\overrightarrow {F}}}{m}}$ atau $\sum {\overrightarrow {F}}=m{\overrightarrow {a}}$

Penerapan pada Kehidupan sehari-hari

Hukum kedua Newton mendefinisikan hubungan antara perubahan kecepatan objek bergerak akselerasi dan gaya yang bekerja padanya. Gaya ini sama dengan massa objek yang dikalikan percepatannya. Dibutuhkan kekuatan ekstra yang lebih kecil untuk mendorong kapal pesiar kecil di laut daripada untuk menggerakkan kapal supertanker karena yang terakhir memiliki massa lebih besar dari yang sebelumnya.

Contoh Hukum kedua Newton Jika Anda menggunakan gaya yang sama untuk mendorong truk dan mendorong mobil, mobil akan memiliki akselerasi lebih dari truk, karena mobil memiliki massa lebih sedikit. Lebih mudah mendorong keranjang belanja kosong daripada yang penuh, karena keranjang belanja penuh memiliki massa lebih banyak daripada yang kosong. Ini berarti dibutuhkan lebih banyak kekuatan untuk mendorong kereta belanja penuh.

Contoh Soal

1 Tentukan percepatan yang dihasilkan ketika gaya total $12\;N$ diterapkan pada benda $3\;kg$ dan kemudian ke benda $6\;kg$ .

Penyelesaian

Benda $3\;kg$ :

${\begin{aligned}a_{3}kg&={\frac {F}{m}}\\&={\frac {12}{3}}\\&=4\end{aligned}}$

jadi mengalami akselerasi $4m/s^{2}$ .

Objek $6\;kg$ :

${\begin{aligned}a_{6}kg&={\frac {F}{m}}\\&={\frac {12}{6}}\\&=2\end{aligned}}$

jadi mengalami akselerasi $2m/s^{2}$ .

2. Gaya total $15N$ diberikan pada ensiklopedia untuk membuatnya berakselerasi pada kecepatan $5m/s^{2}$ . Tentukan massa ensiklopedia.

Penyelesaian

Diketahui : $F=15$ , $a=5$

Gunakan

${\begin{aligned}F&=m\times a\\15&=m\times 5\\m&={\frac {15}{5}}\\m&=3\end{aligned}}$

Jadi $m=3kg$

3. Misalkan kereta luncur mengalami percepatan pada kecepatan $2m/s^{2}$ . Jika gaya total meningkat tiga kali lipat dan massa berlipat ganda, lalu apa percepatan baru kereta luncur?

Penyelesaian

Percepatan awal adalah $2m/s^{2}$ atau dengan rumus menjadi

${\begin{aligned}a&={\frac {F}{m}}\\2&={\frac {F}{m}}\\\end{aligned}}$

Jika total gaya meningkat menjadi 3 kali lipat dan massa menjadi dua kali maka percepatan barunya, menjadi

${\begin{aligned}3F&=2m\times a\\a'&={\frac {3F}{2m}}\\a'&={\frac {3}{2}}\times {\frac {F}{m}}\\a'&={\frac {3}{2}}\times 2\\a'&=3\end{aligned}}$

Jadi, percepatan yang baru adalah $a=2m/s^{2}$

4 Misalkan kereta luncur mengalami percepatan pada kecepatan $3m/s^{2}$ . Jika gaya total meningkat tiga kali lipat dan massa dibagi menjadi dua, lalu apa percepatan baru kereta luncur?

Penyelesaian

${\begin{aligned}a&={\frac {F}{m}}\\3&={\frac {F}{m}}\\\end{aligned}}$

Jadi, jika gaya total meningkat tiga kali lipat dan massa dibagi menjadi dua, maka percepatannya yang baru akan menjadi,

${\begin{aligned}3F&={\frac {m}{2}}\times a\\a'&={\frac {3F}{\frac {m}{2}}}\\a'&={\frac {6F}{m}}\\a'&=6\times {\frac {F}{m}}\\a'&=6\times 3\\a'&=18\end{aligned}}$

Jadi, percepatan yang baru adalah $a=18m/s^{2}$

Hukum III Newton : Aksi dan Reaksi

Jika benda 1 mengerjakan gaya pada benda 2, disebut aksi, diberi lambang ${\overrightarrow {F}}_{12}$ , maka benda 2 juga mengerjakan gaya pada benda 1, disebut reaksi dengan notasi ${\overrightarrow {F}}_{21}$ . Hukum ini dinyatakan sebagai aksi=-reaksi atau

${\overrightarrow {F}}_{12}=-{\overrightarrow {F}}_{21}$

Contohnya pada saat menendang bola ${\overrightarrow {F}}_{bola,kaki}$ ), maka disebut reaksi bola mengerjakan gaya pada kaki ${\overrightarrow {F}}_{kaki,bola}$ , yang sama tetapi berlawanan arah.

Hukum ketiga Newton menyatakan bahwa tidak ada gaya yang terisolasi. Untuk setiap kekuatan yang ada, salah satu dari besarnya yang sama dan arah yang berlawanan bertindak melawannya: aksi dan reaksi.

Penerapan pada Kehidupan sehari-hari

Misalnya, bola yang dilemparkan ke tanah memberikan kekuatan ke bawah; sebagai tanggapan, tanah memberikan kekuatan ke atas pada bola dan memantul. Seseorang tidak dapat berjalan di tanah tanpa kekuatan gesekan tanah.

Ketika dia mengambil satu langkah ke depan, dia mengerahkan kekuatan mundur di tanah. Tanah merespons dengan mengerahkan kekuatan gesekan ke arah yang berlawanan. Sehingga memungkinkan pejalan kaki untuk bergerak maju saat ia mengambil langkah lebih jauh dengan kakinya yang lain.

Contoh lain Hukum ketiga Newton Ketika Anda melompat dari perahu dayung kecil ke dalam air, Anda akan mendorong diri Anda ke depan menuju air. Kekuatan yang sama yang Anda gunakan untuk mendorong maju akan membuat kapal bergerak mundur.

Ketika udara keluar dari balon, reaksi sebaliknya adalah balon itu terbang ke atas. Saat Anda menyelam dari papan loncat, Anda menekan ke bawah pada papan loncat. Papan kembali dan memaksa Anda ke udara.

Contoh soal

1 Saat mengemudi di jalan, kunang-kunang memukul kaca depan bus dan membuat kekacauan yang cukup jelas di depan wajah pengemudi. Ini adalah kasus yang jelas dari hukum gerak ketiga Newton. Kunang-kunang menabrak bus dan bus menghantam kunang-kunang. Manakah dari dua kekuatan yang lebih besar: kekuatan pada kunang-kunang atau kekuatan di bus?

Jawab

Trick Question! Setiap gaya memiliki ukuran yang sama. Untuk setiap aksi, ada yang sama … (sama!). Fakta bahwa splatters firefly hanya berarti bahwa dengan massa yang lebih kecil, ia kurang mampu menahan akselerasi yang lebih besar yang dihasilkan dari interaksi. Selain itu, kunang-kunang memiliki kekuatan dan kekuatan serangga memiliki kecenderungan untuk memerciki. Kaca depan tidak punya kekuatan. Itu dia.

2 Selama bertahun-tahun, perjalanan ruang angkasa diyakini mustahil karena tidak ada yang bisa didorong oleh roket di ruang angkasa untuk menyediakan daya dorong yang diperlukan untuk mempercepat. Ketidakmampuan roket untuk memberikan tenaga adalah karena …

Penjelasan

Ini adalah kesalahpahaman umum bahwa roket tidak dapat berakselerasi di ruang angkasa. Faktanya adalah roket melakukan akselerasi. Memang tidak ada apa pun yang bisa didorong roket di luar angkasa – setidaknya tidak ada yang di luar roket. Tapi itu bukan masalah bagi roket. Roket mampu berakselerasi karena fakta bahwa mereka membakar bahan bakar dan mendorong gas buang ke arah yang berlawanan dengan arah yang ingin mereka percepat.

Pada gambar atas (di bawah), Kent Budgett sedang menarik tali yang melekat pada dinding. Pada gambar di bawah, Kent menarik tali yang melekat pada gajah. Dalam setiap kasus, skala gaya membaca 500 Newton. Kent menarik …

Pembahasan

Kent menarik dengan kekuatan 500 N dalam setiap kasus. Tali mentransmisikan kekuatan dari Kent ke dinding (atau ke gajah) dan sebaliknya. Karena kekuatan Kent yang menarik di dinding dan dinding yang menarik pada Kent adalah pasangan gaya aksi-reaksi, mereka harus memiliki besaran yang sama. Benda mati seperti dinding bisa mendorong dan menarik.

Definisi, Bunyi, Contoh di Kehidupan, Soal – Hukum Newton

Hukum-hukum Newton

Hukum I Newton : Inersia

Penerapan pada Kehidupan sehari-hari

Contoh soal

Contoh benda dengan gerakan seragam

Contoh benda dengan gerakan tidak seragam

Hukum II Newton : Gaya dan Akselerasi

Penerapan pada Kehidupan sehari-hari

Contoh Soal

Hukum III Newton : Aksi dan Reaksi

Penerapan pada Kehidupan sehari-hari

Contoh soal

Jawab

Penjelasan

Pembahasan

Related

Soal Keliling dan Luas Lingkaran Kelas 6

Rumus Statistika Data Tunggal dalam Matematika

Rumus Permutasi: Konsep, Rumus, dan Contoh

Leave a Reply Cancel reply