BAB IV HUKUM NEWTON DALAM GERAK - Marojahan Tampubolon

3y ago
57 Views
2 Downloads
503.83 KB
8 Pages
Last View : 2m ago
Last Download : 2m ago
Upload by : Ophelia Arruda
Transcription

BAB IVHUKUM NEWTON DALAM GERAKPendahuluanBarangkali anda pernah berpikir, mengapa sebuah benda terkadang begitu mudah didorong,dan benda lain tidak bergerak sekalipun didorong dengan kekuatan yang sama. Atau ketikaanda mengendarai mobil, lalu anda menginjak rem, setelah itu mobil akan berhenti setelahmenempuh jarak tertentu. Contoh-contoh ini adalah peristiwa fisika yang melibatkanHukum Newton. Hukum Newton adalah hukum yang paling banyak digunakan dalam fisikamekanika. Disebut Hukum Newton disebabkan karena yang menemukan konsep ini pertamasekali adalah Isaac Newton (1642-1727). Beliau adalah seorang fisikawan sekaligusmatematikawan berkebangsaan Inggris. Sebelum usia 30 tahun Newton telah mengeluarkankonsep gravitasi dan menemukan model matematis dari kalkulus. Dengan inilah Newtondapat mengurai banyak sekali persoalan-persoalan mekanika.Konsep GayaGaya dapat dipahami dengan mudah dari pengalaman sehari-hari, misalnya ketika andamenarik buku dari sebuah tumpukan, buku tersebut akan keluar dari tumpukan dan terlepas.Dalam hal ini ada gaya yang menyebabkan buku dapat keluar. Contoh lain adalah ketikaanda mendorong sebuah benda pada lantai yang licin, benda tersebut akan bergerak dengankecepatan tertentu. Dalam hal ini ada gaya yang menyebabkan benda bergerak. Namuntidak selalu ketika ada gaya yang diberikan terhadap suatu benda atau gaya yang bekerjapada satu benda akan selalu ada perpindahan, atau perubahan kecepatan. Ketika anda sedangduduk santai di atas kursi, sebenarnya kursi mengalami gaya berat dari tubuh anda karenaadanya gravitasi bumi. Tetapi kursi tersebut tetap diam, dan anda juga tetap pada posisiketinggian tertentu.Gaya merupakan besaran vektor, sehingga jika sejumlah gaya bekerja pada sebuah benda,kita harus memperhatikan arahnya, dan penjumlahannya juga harus dilakukan secaravektor. Berikutnya kita mungkin menemukan istilah resultan gaya, yang merupakan hasilpenjulahan vektoris, keseimbangan gaya, dan juga gaya bersih. Gaya dapat berlangsungpada sebuah benda secara langsung,disebut contact force dan juga gaya yang dialami bendasecara tidak langsung yang disebut field force. Contoh dari field force adalah gaya yangmengakibatkan bulan berputar mengelilingi bumi, dan bumi berputar mengelilingimatahari. Contoh lain adalah magnet yang dapat mengakibatkan besi tertarik kepadanya.Fisika untuk universitas25

Hukum Newton IHukum newton pertama mengatakan bahwa apabila resultan gaya yang bekerja pada sebuahbenda adalah nol, maka benda yang diam akan tetap diam, dan benda bergerak akan tetap bergerakdengan kecepatan yang sama.Hal ini tidak berlaku untuk semua hal. Misalkan ketika anda berada di dalam sebuah bus,lalu tiba-tiba bus direm, maka benda-benda yang diletakkan di lantai bus ataupun di dalambus akan bergerak ke arah depan. Padahal tidak ada seorang pun yang menarik ataumendorong benda tersebut. Dalam kasus seperti ini hukum newton pertama menjadi tidakberlaku, sebenarnya tidak ada gaya yang bekerja pada benda-benda tersebut. Yang terjadiadalah, benda-benda tersebut akan mempertahankan kecepatanya semula. Inilah yangdisebut dengan inersia. Supaya Hukum Newton ini dapat berlaku, maka diberikan referensiinersia yaitu bumi, atau benda yang bergerak dengan kecepatan yang konstan.Fisika untuk universitas26

Hukum Newton IIHukum newton II berbunyi, Jumlah gaya neto yang bekerja pada sebuah benda akan samadengan hasil perkalian antara massa dan percepatan yang dihasilkan. Secara matematikahubungan ini dapat dituliskan dengan persamaan berikut.Keterangan Jumlah gaya neto (N) Massa (Kg) Percepatan (m/s2)Yang dimaksud dengan gaya netto adalah hasil penjumlahan vektoris gaya yang bekerjapada benda.GambarA disamping menunjukkan benda yangmengalami gaya tarik, gaya gesek benda ( )diabaikan, maka gaya netto yang bekerja pada bendaadalah:Gambar B menunjukkan benda yang mengalami dua gayayaitudanadalah, maka gaya neto yang bekerja pada bendaHasil penjumlahan vektoris gaya-gaya ini akan sama nilainya dengan nilai massa dikalipercepatan benda yang dihasilkan. Penting sekali untuk memahami berapa lama gayatersebut diberikan terhadap benda. Jika resultan gaya yang diberikan tidak dipertahankan,maka percepatan benda juga akan berubah. Jika gaya netto dengan arah yang sama semakinbesar, maka percepatan juga semakin besar. Hal inilah yang terjadi ketika seseorang yangmengendarai sepeda motor menaikkan gas, berarti gaya yang diberikan mesin terhadap rodasemakin besar. Dan sebaliknya jika gaya neto semakin kecil maka percepatan akan turun.Arah gaya dengan sudut tertentu.Persamaan matematika Hukum Newton II ini tidak bisa serta merta digunakan untuk arahgaya yang ditak sejajar dengan bidang lintasan. Perhatikan gambar berikut. Gaya yangdiberikan adalah gaya F1, dan gaya gesek adalah F2. Arah percepatan adalah sejajar dengansumbu x, oleh karena itu gaya neto yang akan digunakan adalah resultan gaya F1 yangsejajar dengan sumbu x dan F2.Fisika untuk universitas27

SehinggaSementara gerakan terhadap sumbu y adalah dengan menggunakan gaya yang sejajardengan sumbu y.Contoh SoalJika seorang anak menarik sebuah mobil mainan yang mula-mula diam bermassa 10 kgdengan gaya 40 N dan sudut 60o, Hitunglah percepatan yangdialami benda jika gayadiberikan konstan. Jika total gaya gesek yang dialami benda adalah 2 newton, hitunglah:a. Percepatan mobil mainan.b. Kecepatan mobil mainan setelah 10 detikPenyelesaian.Gambarkanlah vektor gaya yang bekerja pada benda tersebut. Lihat gambar berikut.a. Percepatan mobil mainanJika gaya F1 adalah gaya tarik anak 40 N, dan dan F2 adalah gaya gesek total. Makapersamaan menjadi.Fisika untuk universitas28

b. Kecepatan mobil mainan setelah 10 detikUntuk mengetahuinya gunakanlah persamaan gerak lurus berubah beraturan. Untuksoal ini, gunakan persamaanKarena awalnya adalah diam, makaadalah: 0 sehingga kecepatan akhir setelah 10 detikLatihanDengan menggunakan data-data yang diperoleh dari soal di atas, tentukanlah:a. Jarak yangditemputh oleh mobil mainan setelah 20 detik dengan percepatan yangkonstanb. Setelah bergerak 20 detik, anak tersebut melepaskan mobil. Setelah bergerak berapameterkah mobil mainan akan berhenti?Hukum Newton IIIHukum Newton III ini adalah untuk benda yang kontak dengan benda lain. Misalnya bukuyang diletakkan di atas meja, atau di atas lantai,benda yang digantung,bola yang ditendang,dll. Secara matematika Hukum Newton III dituliskan.Untuk memahami hukum ini kita dapat melihat pengalamansehari-hari kita, misalnya ketika anda menyandarkan tangan dididing, maka pada saat itu ada gaya yang menekan dinding. Gayaini disebut sebagai gaya aksi. Lalu pada saat yang sama didingjuga akan memberikan gaya yang mengimbangi gaya doronganda. Gaya ini disebut sebagai gaya reaksi. Besar nilai antaragaya aksi dan gaya reaksi adalah sama, tetapi dengan arah yangberbeda. Gaya aksi akan dialami oleh dinding, dan gaya reaksiakan dialami oleh anda yang sedang bersandar.Fisika untuk universitas29

Contoh lain adalah ketika anda memukul paku ke dinding. Pada saat marti mengenai kepalapaku, pada saaat itu paku akan mengalami gaya aksi. Dan pada saat yang sama juga pakuakan memberikan gaya reaksi yang besarnya sama dengan besar gaya aksi tetapi denganarah yang berlawanan.Namun perlu diperhatikan bahwa gaya aksi dan reaksi ini bekerja pada benda yang berbeda.Maksudya gaya aksi diberikan oleh benda A kepada benda B, maka gaya tersebut bekerjapada benda B. Sedangkan gaya yang reaksi, yaitu gaya yang diberikan benda B ke benda Aakan bekerja pada benda A. Dari penjelasan ini terlihat bahwa penerapan Hukum NewtonIII berbeda dengan penerapan Hukum Newton I dan II, karena pada Hukum Newton I danII gaya yang ditinjau adalah pada benda yang sama.Perhatikan gambar berikut untuk lebih memahami.Gambar tersebut memperlihatkan sebuah monitor yang diletakkan di atas meja. Pada saatitu, monitor akan memberikan gaya aksi ke meja yaitu Fmt, dan meja akan memberikan gayareaksi yang berlawan arah dengan gaya aksi yaitu Ftm. Gaya reaksi ini disebut sebagai gayanormal. Gaya lain bekerja juga pada monitor akibat gravitasi. Walaupun monitor dan bumitidak bersentuhan tetapi gaya aksi reaksi juga tetap terjadi. Bumi akan menarik monitor kearah bawah yaitu FEm , dan monitor akan menarik bumi ke arah atas yaitu FmE. Nilai gayakeduanya ini sama.Mengapa monitor tidak bergerak dan jatuh? Itu disebabkan meja yang menahan monitor,dengan demikian percepatan adalah nol. Dengan menerapkan hukum newton II diperoleh.Sementara gaya neto yang bekerja pada sumbu vertikal adalah., karenaatauadalah gaya normal N danadalah m.g, maka nilaiN m.gFisika untuk universitas30

Gaya NormalGaya normal adalah gaya yang melawan gaya gravitasi bumi yang bekerja pada satu benda.Nilainya tidak selalu massa dikali gravitasi. Nilainya dipengaruhi oleh bentuk permukaanyang menjadi tempat berada benda tersebut. Bandingkan dua benda berikut dengan massayang sama, memiliki gaya normal yang berbeda.ABPada gambar A benda dengan massa m, diletakkan pada tempat yang datar. Benda diam,sesuai dengan Hukum Newton II persamaan gayanya adalahN – m.g 0, sehingga N m.gTerlihat bahwa gaya Normal benda adalah sebesar m.g.Pada gambar B, benda diletakkan pada sebuah tempat dengan kemiringan α. Perhatikanlaharah vektor gaya normal, arahnya adalah tegak lurus terhadap alas yang mengenainya.Dengan menggunakan Hukum Newton II kita dapat mencari nilai N.Sehingga nilai gaya normal N dapat dihitung, yaitu:Aplikasi Hukum Newton IIIBagaimana anda berenang?Saat seseorang berenang, dia akan menggunakan tangan dan kaki untuk melaju dalam air.Saat tangan dan kaki mendorong air ke belakang, pada saat itu juga air akan mendorongtangan dan kaki ke arah depan. Karena gaya dorong inilah seseorang dapat melaju dalamair.Fisika untuk universitas31

Roket di Luar angkasaPesawat luar angkasa menggunakan roket sebagai mesin pendorong, bagaimana ini bisaterjadi? Padahal di luar angkasa adalah ruang hampa udara. Kesalahan konsep yang seringterjadi adalah, bahwa roket mendorong udara di atmosfir, sehingga roket akan mendapatkandorongan yang sama dengan arah yang berbeda. Konsep ini tidak tepat. Roket mendoronggas yang yang dibawa keluar, sehingga akan mengakibatkan gaya aksi terhadap gastersebut. Gas akan membalasan dengan memberikan gaya reaksi dengan besar yang samadan arah yang berlawanan dengan gaya dorong roket. Hal inilah yang mengakibatkan roketterdorong dan melaju jauh. Prinsip ini mirip dengan balon yang sebelumnya diisi denganudara, kemudia melepaskan balon dengan membirakan lobang balon terbuka. Udara didalam balon akan terdorong keluar dan balon pun akan mengalami gaya reaksi dan akanmelaju ke arah yang berlwanan.Mobil Yang Berjalan.Bagaimana mobil berjalan? Jawaban yang sering disampaikan adalah, bahwa mesin mobilakan membuat roda berputar, dan mobil akan bergerak. Benarkah sesederhana itu? Tidak.Seandainya mobil berada di atas lintasan yang sangat licin. Misalnya di atas lempengan esyang sangat licin. Roda mobil bisa saja terus berputar, tetapi mobil tidak akan melaju.Mengapa? Karena lintasan es tidak memberikan gaya aksi. Jadi penjelasan yang paling tepatadalah, bahwa mesin mobil akan memutar roda, dan roda yang bersentuhan dengan jalanatau lintasan akan berinteraksi dengan hadirnya gaya gesekan. Gaya dorong yang diberikanoleh mesin mobil akan diimbangi oleh gaya dorong yang diberikan oleh lintasan. Hal iniberlangsung secara terus menerus sepanjang lintasan yang dilalui oleh mobil. Hal ini jugahampir sama dengan ketika seseorang sedang berjalan.Referensi:Browne, Michael. E, 1998,Schaum Theory and Problems of Physics for Engineering andScience, USA:Mc Graw Hill.Giancoli ,C. Douglas, 2005,Physics: Principles with applications, 6th edition, USA:PearsonPrenctice Hall.Hallyday,David & Resnick,Robert,Walker, Jearl, 2011, Fundamental of Physics, 9thedition, USA:John Wiley & SonSerway, Raymond. A, 2004,Physics for Scientist and Engineers, 6th edition, USA: ThomsonBrooks/Cole.Fisika untuk universitas32

Fisika untuk universitas 28 Sehingga Sementara gerakan terhadap sumbu y adalah dengan menggunakan gaya yang sejajar dengan sumbu y. Contoh Soal Jika seorang anak menarik sebuah mobil mainan yang mula-mula diam bermassa 10 kg dengan gaya 40 N dan sudut 60 o, Hitunglah percepatan yangdialami benda jika gaya diberikan konstan.

Related Documents:

Hukum sebagai ilmu pengetahuan 2. Hukum sebagai disiplin 3. Hukum sebagai kaedah 4. Hukum sebagai tata hukum 5. Hukum sebagai petugas (hukum) 6. Hukum sebagai keputusan penguasa 7. Hukum sebagai proses pemerintah 8. Hukum sebaga perikelakuan yang ajeg atau sikap tindak yang teratur 9. Hukum sebagai jalinan nilai-nilai

PENGERTIAN, SUMBER DAN ASAS A. Pengertian Hukum Acara Perdata Menurut fungsinya, hukum dibedakan menjadi hukum materiil dan hukum formil atau hukum acara. Hukum acara perdata adalah hukum perdata formil, yang pada dasarnya berfungsi mempertahankan atau menegakkan hukum perdata materiil melalui pengadilan

1. Pengertian Hukum Agraria Sebutan agraria dalam arti yang demikian luasnya, maka dalam pengertian UUPA Hukum Agraria bukan hanya meru-pakan satu perangkat bidang hukum. Hukum agraria bukan hanya merupakan satu perangkat bidang hukum. Hukum agrar-ia merupakan suatu kelompok berbagai bidang hukum, yang

tentang teori-teori hukum yang berkembang dalam sejarah perkembangan hukum misalnya : Teori Hukum Positif, Teori Hukum Alam, Teori Mazhab Sejarah, Teori Sosiologi Hukum, Teori Hukum Progresif, Teori Hukum Bebas dan teori-teori yang berekembang pada abad modern. Dengan diterbitkannya modul ini diharapkan dapat dijadikan pedoman oleh para

IV. ASAS-ASAS HUKUM PERDATA INTERNASIONAL A. Asas-asas HPI dalam Hukum Orang B. Asas-asas HPI dalam Hukum Benda C. Asas-asas HPI dalam Hukum Perjanjian D. Asas-asas HPI dalam Penentuan Status Badan Hukum V. KUALIFIKASI DALAM HPI A. Pengertian B. Arti Penting Kualifikasi C. Teori-teori Kualifikasi 1. Teori kualifikasi lex fori 2.

Penelitian Hukum Empiris 60 a. Pengertian 60 b. Karakteristik 62 SOAL LATIHAN 66 REFERENSI 66 . Universitas Pamulang S2 Ilmu Hukum . Objek Kajian 68 a. Penelitian Asas-Asas Hukum 68 b. Penelitian Sistematika Hukum 70 c. Penelitian Taraf Sinkronisasi Hukum 71 d. Penelitian Perbandingan Hukum 73 e. Penelitian Sejarah Hukum 75 f. .

FISIKA DASAR I (Edisi Revisi) Oleh Dr.Eng. MIKRAJUDDIN ABDULLAH, M.Si. PROGRAM STUDI FISIKA . Daftar Isi Bab 1 Gerak Dua Dimensi 1 Bab 2 Gerak Peluru 17 Bab 3 Gerak Melingkar 36 Bab 4 Hukum Newton dan Dinamika 50 Bab 5 Hukum Gravitasi 81 Bab 6 Usaha Energi 99 Bab 7 Elastisitas Bahan 131 .

Filsafat hukum Islam adalah filsafat yang bercorak Islami, yang menganalisis hukum Islam secara metodis dan sistematis sehingga mendapatkan keterangan yang mendasar. 9. Dalam hukum Islam ada ketentuan hukum yang sifatnya final dan mutlak serta tidak memberikan peluang interpretasi yang disebut Qathi dan ada yang bersifat