Dalam kehidupan sehari-hari, semua aktivitas melibatkan gerak dan gaya, seperti berjalan, mengendarai kendaraan, menendang bola, hingga mendorong meja. Fenomena tersebut dapat dijelaskan melalui konsep fisika yang kita kenal dengan hukum Newton. Melalui hukum ini, kita dapat memahami bagaimana suatu benda dapat bergerak, berhenti, atau berubah arah akibat adanya gaya yang bekerja padanya.
Pengertian Hukum Newton
Hukum Newton adalah tiga hukum dalam fisika yang menjelaskan hubungan antara gaya, massa, dan gerak yang dialami suatu benda. Hukum gerak Newton dikemukakan oleh Isaac Newton dan menjadi dasar penting dalam mempelajari mekanika atau ilmu gerak benda.
Isaac Newton sendiri merupakan ilmuwan asal inggris yang lahir pada tahun 1643 dan dikenal sebagai salah satu tokoh paling berpengaruh dalam dunia sains. Isaac terkenal karena merumuskan hukum gerak dan gravitasi. Selain itu, Ilmuan ini juga mengembangkan konsep kalkulus dan meneliti tentang cahaya serta optik. Pemikirannya masih digunakan dalam perkembangan sains modern hingga saat ini.
Baca juga: Konsep Terbentuknya Sistem Tata Surya
Tiga Bunyi Hukum Newton
Hukum gerak Newton terbagi menjadi tiga hukum yang saling berkaitan dalam menjelaskan gerak dan gaya yang bekerja padanya. Ketiga hukum tersebut memiliki fungsi dan penerapan yang berbeda dalam kehidupan sehari-hari. Berikut penjelasan mengenai bunyi tiga hukum Newton:
1. Hukum Newton I
Hukum Newton yang pertama sering juga disebut hukum kelembaman atau inersia, yang menyatakan bahwa suatu benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan selama tidak ada gaya yang bekerja padanya. Dengan kata lain, setiap benda akan cenderung mempertahankan keadaan awalnya. Secara sistematis hukum kelembaman dapat dituliskan dengan persamaan ∑F = 0
Hukum kelembaman dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya ketika penumpang terdorong ke depan saat mobil direm mendadak. Hal tersebut terjadi karena tubuh penumpang cenderung mempertahankan keadaan bergeraknya meskipun mobil telah melambat.
2. Hukum Newton II
Hukum Newton II disebut juga sebagai hukum percepatan karena menjelaskan bahwa percepatan suatu benda dipengaruhi oleh besar gaya yang bekerja pada benda tersebut serta massanya. Semakin besar gaya yang diberikan pada suatu benda, maka semakin besar pula percepatannya. Sebaliknya, semakin besar massa benda, maka akan semakin kecil percepatannya. Persamaan ini dapat dituliskan F = m.a
Secara sederhana, Hukum percepatan dapat dilihat ketika seseorang mendorong troli belanja. Troli yang kosong akan lebih mudah didorong dan bergerak lebih cepat dibandingkan dengan troli yang penuh barang. Hal ini karena troli yang memiliki massa lebih besar membutuhkan gaya yang lebih besar agar dapat bergerak dengan percepatan yang sama.
3. Hukum Newton III
Hukum Newton III disebut juga hukum aksi-reaksi karena menjelaskan bahwa setiap aksi akan menimbulkan reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah. Artinya, ketika suatu benda memberikan gaya pada benda lain, maka benda kedua juga akan memberikan gaya balasan yang sama besar namun arahnya berlawanan. Hukum III Newton dapat dituliskan dalam persamaan F aksi = – F reaksi.
Hukum aksi-reaksi dapat ditemukan pada saat seseorang berenang. Ketika tangan mendorong ke belakang, air akan memberikan gaya dorong tubuh sehingga perenang dapat bergerak maju.
Baca juga: Hukum Kekekalan Energi
Contoh Hukum Newton dalam Kehidupan Sehari-hari
Untuk memahami hukum gerak Newton dengan lebih mudah, kita dapat melihat penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Melalui berbagai peristiwa di sekitar, kita dapat mengetahui bagaimana gaya mempengaruhi gerak suatu benda. Berikut beberapa contoh penerapan hukum gerak Newton yang sering ditemui dalam aktivitas sehari-hari:
1. Buku di Atas Meja
Sebuah buku yang diletakkan di atas meja akan tetap diam selama tidak ada gaya yang membuatnya bergerak. Pergerakan baru akan terjadi jika buku didorong atau diangkat. Hal ini menunjukkan bahwa benda cenderung mempertahankan keadaan diamnya sesuai dengan hukum gerak Newton I.
2. Mobil yang Berbelok
Saat mobil berbelok dengan cepat, penumpang di dalamnya akan terasa terdorong ke arah luar tikungan. Hal ini terjadi karena tubuh penumpang cenderung mempertahankan arah gerak sebelumnya. Peristiwa ini merupakan contoh hukum kelembaman dalam kehidupan sehari-hari.
3. Menendang Bola
Saat menendang bola dengan gaya atau tenaga yang besar, bola akan bergerak lebih cepat dan menempuh jarak lebih jauh. Sebaliknya, jika tendangan pelan, maka gerakan bola juga lebih lambat. Ini menunjukkan hukum gerak Newton II dimana semakin besar gaya, semakin besar pula percepatan yang terjadi.
4. Memukul Paku dengan Palu
Saat paku dipukul menggunakan palu, paku akan masuk ke dalam kayu. Semakin kuat pukulan yang diberikan, semakin besar gaya yang bekerja sehingga paku masuk lebih dalam dan lebih cepat. Ini menunjukkan hubungan antara gaya dan percepatan pada benda.
5. Mendayung Perahu
Saat seseorang mendayung perahu, dayung mendorong air ke belakang. Sebagai reaksi, air memberikan gaya dorong ke depan pada perahu sehingga perahu dapat bergerak maju. Peristiwa ini menunjukkan bahwa gaya selalu bekerja berpasangan sesuai dengan hukum gerak Newton III.
6. Roket Meluncur
Roket dapat meluncur ke atas karena mesin roket mengeluarkan gas ke arah bawah dengan kecepatan tinggi. Gas yang terdorong ke bawah menghasilkan gaya reaksi yang mendorong roket ke atas sehingga roket bisa terangkat dan bergerak di udara.
Baca juga: Sistem Peredaran Darah pada Manusia
Contoh Soal Hukum Newton dan Pembahasannya
Untuk memahami hukum gerak Newton dengan lebih baik, diperlukan latihan soal agar konsep yang telah dipelajari menjadi lebih mudah dipahami. Berikut kami sajikan beberapa contoh soalnya:
Contoh Soal 1
Sebuah buku terletak diam di atas meja yang permukaannya sangat licin. Jika tidak ada gaya luar yang menyentuh buku tersebut, jelaskan apa yang akan terjadi pada buku tersebut dalam waktu satu jam ke depan dan hubungkan dengan hukum gerak Newton I!
Pembahasan:
Buku akan tetap diam di posisinya semula. Berdasarkan hukum I Newton (kelembaman), suatu benda akan mempertahankan keadaannya selama resultan gaya yang bekerja adalah nol (∑F = 0 ). Karena tidak ada gaya luar, buku tersebut tidak memiliki alasan untuk mengubah posisinya.
Contoh Soal 2
Sebuah gerobak pengangkut pasir memiliki massa total 40 kg. Jika gerobak tersebut didorong dengan gaya sebesar 120 Newton, berapakah percepatan yang dialami oleh gerobak tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
m = 40 kg
F = 120 N
Ditanya:
a (percepatan)?
Rumus:
a = F / m
Perhitungan:
a = 120 / 40 = 3 m/s²
Jadi, percepatan gerobak adalah 3 m/s²
Contoh Soal 3
Dua orang anak, Andi dan Budi, sedang mendorong sebuah lemari bermassa 50 kg. Andi mendorong ke arah kanan dengan gaya 45 N, sedangkan Budi membantu mendorong ke arah yang sama dengan gaya 55 N. Jika lantai dianggap licin (tanpa gesekan), hitunglah percepatan lemari tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
m = 50 kg
F₁ = 45 N
F₂ = 55 N
Ditanya:
a (percepatan)?
Total gaya (ΣF):
ΣF = 45 + 55 = 100 N
Rumus:
a = ΣF / m
Perhitungan:
a = 100 / 50 = 2 m/s²
Jadi, lemari akan bergerak dengan percepatan 2 m/s².
Contoh Soal 4
Sebuah mesin mainan menghasilkan gaya tetap sebesar 10 N. Mesin tersebut awalnya menarik beban 2 kg. Jika beban ditambah lagi sebesar 3 kg, hitunglah perbandingan percepatan sebelum dan sesudah beban ditambah!
Pembahasan:
Kondisi 1:
F = 10 N, m = 2 kg
Percepatan (a₁) = F / m = 10 / 2 = 5 m/s²
Kondisi 2:
F = 10 N, m = 2 + 3 = 5 kg
Percepatan (a₂) = F / m = 10 / 5 = 2 m/s²
Perbandingan:
a₁ : a₂ = 5 : 2
Jadi, percepatan berkurang dari 5 m/s² menjadi 2 m/s² karena massa benda bertambah, sesuai dengan hukum gerak Newton II.
Contoh Soal 5
Andi menggunakan sepatu roda dan berdiri menghadap tembok. Saat Andi mendorong tembok dengan gaya 20 N ke depan, tiba-tiba Andi bergerak meluncur ke arah belakang. Jelaskan mengapa hal ini bisa terjadi!
Pembahasan:
Peristiwa ini merupakan penerapan hukum aksi-reaksi atau Newton III. Saat Andi memberikan gaya aksi sebesar 20 N ke tembok, tembok memberikan gaya reaksi yang besarnya sama, yaitu 20 N, tetapi arahnya berlawanan (ke belakang).
Karena Andi menggunakan sepatu roda sehingga gesekan dengan lantai kecil, gaya reaksi ini cukup untuk membuat Andi bergerak meluncur ke arah belakang. Jadi kesimpulannya,Andi terdorong ke belakang karena adanya gaya reaksi dari tembok sesuai Hukum gerak Newton III.
Belajar Lebih Dalam Hukum Newton di Kelassore.id
Kalau kamu masih ingin memahami hukum gerak Newton dengan lebih mudah, kelas sore bisa jadi pilihan yang tepat. Di sini, kamu akan dibimbing dari konsep dasar sampai latihan soal secara bertahap agar lebih cepat paham.
Di kelassore.id, kamu akan dibimbing oleh pengajar profesional dan lulusan top PTN Indonesia yang berpengalaman dalam mengajar serta memahami cara belajar siswa yang efektif. Materi disampaikan secara terstruktur, mudah dipahami, dan disertai latihan soal agar kamu lebih cepat menguasai konsep.
Jadi, tunggu apa lagi? Yuk, bergabung bersama kelassore.id dan dapatkan pengalaman belajar yang lebih efektif bersama pengajar profesional lulusan Top PTN Indonesia. Nikmati juga fasilitas konsultasi gratis untuk membantu kamu memahami materi yang masih sulit dan meningkatkan hasil belajarmu.
