Hukum Newton 1

Oktober 30, 2022 Admin 0 Comments

DINAMIKA PARTIKEL

Hukum Newton adalah Tiga rumusan dasar dalam fisika yang menjelaskan dan memberikan gambaran tentang kaitan gaya yang bekerja dengan gerak yang terjadi pada suatu benda. Kata Newton berasal dari ilmuan yang menemukan dan memperkenalkannya yaitu Sir Isaac Newton, Ketiga hukum tersebut dirangkum dalam karyanya Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Hukum Newton dijelaskan untuk meneliti dan mengamati gerak dalam berbagai mekanisme maupun sistem.

Hukum Newton 1 (I)

"JIKA RESULTAN GAYA YANG BEKERJA PADA BENDA YANG SAMA DENGAN NOL, MAKA BENDA YANG MULA-MULA DIAM AKAN TETAP DIAM. BENDA YANG MULA-MULA BERGERAK LURUS BERATURAN AKAN TETAP LURUS BERATURAN DENGAN KECEPATAN TETAP".

Contoh Hukum Newton 1 (I) dalam Kehidupan Sehari-hari

· Saat mobil bergerak cepat di rem mendapak penumpang akan serasa terdorong kedepan

· Mobil yang anda naiki setelah direm mendadak, lalu mobil tiba-tiba bergerak kedepan, maka anda akan terdorong ke belakang

· Koin yang diatas kertas yang diletakkan di meja akan tetap, jika kertas ditarik cepat

Hukum Newton 2

"PERCEPATAN DARI SUATU BENDA AKAN SEBANDING DENGAN JUMLAH GAYA (RESULTAN GAYA) YANG BEKERJA PADA BENDA TERSEBUT DAN BERBANDING TERBALIK DENGAN MASSANYA".

Contoh Hukum Newton 2 dalam Kehidupan Sehari-hari

· Gaya yang ditimbulkan ketika menarik gerobak yang penuh dengan padi, untuk dipindahkan kerumah dari sawah

· Jika di tarik dengan gaya yang sama mobil-mobil yang masasanya lebih besar (ada beban) percepatannya lebih kecil, sedangkan pada mobil-mobilan yang sama (massa sama) jika ditarik dengan gaya yang lebih besar akan mengalami percepatan yang lebih besar pula

Hukum Newton 3

"JIKA SUATU BENDA MEMBERIKAN GAYA PADA BENDA LAIN MAKA BENDA YANG DIKENAI GAYA AKAN MEMBERIKAN GAYA YANG BESARNYA SAMA DENGAN GAYA YANG DI TERIMA DARI BENDA PERTAMA TETAPI ARAHNYA BERLAWANAN".

Contoh Hukum Newton 3 dalam Kehidupan Sehari-hari

adanya gaya gravitasi, Peristiwa gaya magnet, gaya listrik

· Duduk di atas kursi berat badan tubuh mendorong kursi ke bawah sedangkan kursi menahan (mendorong) badan ke atas.

· Jika seseorang memakai sepatu roda dan mendorong dinding, maka dinding akan mendorong sebesar sama dengan gaya yang kamu keluarkan tetapi arahnya berlawanan, sehingga orang tersebut terdorong menjauhi dinding

Demikianlah artikel singkat mengenai Bunyi Hukum Newton (1, 2, 3 ), Rumus serta Contohnya di Kehidupan Sehari-hari

CONTOH SOAL

Gambar di bawh ini menunjkkkan suatu balok bermassa m1, berada pada permukaan horizontal yanh licin ditarik oleh suatu tali yang pada ujung lainnya tergantung balok massa m2 lewat suatu katrol. Massa m2 lewat suatu katrol. Massa tali dan katrol dapat diabaiklan dan tidak ada gesekan pada katrol. Tentukam percepatan balok-balok tersebut dan tegangan tali

Benda m1 dan m2 yang gerakannya akan diselidiki, harus dibuat diagram gaya-gaya yang beketrja

Benda I : Sepanjang sumbu X : T = m1. Ax

Sepanjang Sumbu Y : T = N-w1 = 0

Benda II : tegangan tali yang bekerja juga T, Karena massa tali dapat diabaikan dan tidak ada gesekan pada katrol.

Benda II bergerak kebawah

M2.g – T = m2 ay, dimana ax = ay = a

M2.g – m1.a = m2. a

Maka ‘a ‘ dapat diperoleh

a= (m2/(m1+m2))g

Tegangan tali

T = ((m1.m2)/(m1+m2))g

Tentukan percepatan yang dialami sistem dan tegangan tali masing-masing

Benda A, B, C bergerak dengan percepatan konstan yang sama yaitu a

Benda C ; F-T2 = mC.a

Benda B; T2-Ti = mB.a

Benda A; T1 = mA. a

Mengihtung Percepatan

F =(mc+mb+ma)/a

a = (mc+mb+ma)/F

Menghitung tegangan Tali

Contoh 3

Suatu benda bermassa 0.8 kg, berada pada bidang miring yang membuat sudut 37 dengan bidang datar. Berapa besar gaya yang diberikan agar benda bergerak keatas atau kebawah? Percepatan adalh konstan 0,10 m/s2, koefisien gesekan kinetis dengan bidang μk = 0,30, sedangkan g = 9,8 m/s2

Persamaan gerak sepanjang bidang datar

F-mgsin α – fk = ma

fk = μk N

= μk Wcos α

= μk mgcos α

= F – mg (sinα +μk cos α) = ma

= F..?

Bergerak kebawah

F+mg sinαm-fk = ma

Atau

F + mg (sinα -μk cos α) = ma

Contoh 5

Sebuah balok bermassa 5 kg (berat w = 50 N) digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya?

Gaya-gaya yang bekerja pada balok seperti gambar di bawah ini, karena balok diam, maka berlaku hukum I Newton yaitu sebagai berikut.

Contoh 6

Sebuah benda bermassa 40 kg ditarik melalui katrol sehingga memiliki posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar (a) di bawah ini. Jika sistem itu diam, maka berapakah gaya F?

seperti pada gambar (b) di atas. Sistem diam berarti berlaku Hukum 1 Newton sebagai berikut.

■ Pada sumbu-Y

ΣF_y = 0

T sin 53^o – w = 0

T(0,8) – 400 = 0

0,8T = 400

T = 400/0,8

T = 500 N

■ Pada sumbu-X

ΣF_x = 0

F – T cos 53^o = 0

F – (500)(0,6) = 0

F – 300 = 0

F = 300 N

Jadi, gaya F yang bekerja pada sistem tersebut adalah 300 Newton.

Contoh 7

Benda bermassa 10 kg diikat tali dan dibentuk sistem seperti pada gambar (a) berikut ini. Jika sistem itu diam dan percepatan gravitasi g = 10 m/s²maka tentukan tegangan tali T₁ dan T₂!

Penyelesaian:

Berat benda adalah sebagai berikut.

w = mg

w = 10 kg × 10 m/s²

w = 100 N

Dengan menggunakan metode analisis sama seperti pada contoh soal sebelumnya di mana diagram gaya ditunjukkan pada gambar (b), maka resultan gaya yang bekerja pada sistem ini adalah sebagai berikut.

■ Pada sumbu-Y

ΣF_y = 0

T₁ sin 60^o + T₂ sin 30^o – w = 0

T₁ (¹/₂√3) + T₂ sin (¹/₂) – 100 = 0

¹/₂√3 T₁+ ¹/₂ T₂ = 100

(Kedua ruas dikali 2)

√3 T₁+ T₂ = 200

T₂ = 200 – √3 T₁ ……….. pers. (a)

■ Pada sumbu-X

T₂cos 30^o – T₁ cos 60^o = 0

T₂(¹/₂√3) – T₁ (¹/₂) = 0

¹/₂√3 T₂ – ¹/₂T₁ = 0 ……….. pers. (b)

{subtitusikan persamaan (a) ke persamaan (b)}

¹/₂√3(200 – √3 T₁) – ¹/₂T₁ = 0

100√3 – ³/₂T₁ – ¹/₂T₁ = 0

³/₂T₁ + ¹/₂T₁ = 100√3

⁴/₂T₁ = 100√3

2T₁ = 100√3

T₁ = 50√3 N

Untuk memperoleh nilai T₂, kita subtitusikan nilai T₁ = 50√3 ke persamaan (a) sehingga kita peroleh nilai sebagai berikut.

T₂ = 200 – √3 T₁

T₂ = 200 – √3(50√3)

T₂ = 200 – 150

T₂ = 50 N

Dengan demikian, nilai T₁ dan T₂ berturut-turut adalah 50√3 N dan 50 N.

Contoh 8

Balok bermassa 20 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30^o. Jika Ucok ingin mendorong ke atas sehingga kecepatannya tetap maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Ucok?

Penyelesaian:

m = 20 kg

g = 10 m/s²

w = mg = 20 × 10 = 200 N

α = 30^o

gaya dorong Ucok F harus dapat mengimbangi proyeksi gaya berat. Lihat gambar di bawah ini. Balok bergerak ke atas dengan kecepatan tetap berarti masih berlaku hukum I Newton sehingga memenuhi persamaan berikut.

ΣF = 0

F – w sin 30^o = 0

F – (200)(¹/₂) = 0

F – 100 = 0

F = 100 N

Jadi, gaya yang harus diberikan pada balok agar balok bergerak dengan kecepatan tetap adalah sebesar 100 N.

Contoh 9

Dhania menarik beban dengan bantuan katrol seperti pada gambar (a) di bawah ini. Pada saat gaya yang diberikan F = 125 N ternyata beban dapat terangkat dengan kecepatan tetap. g = 10 m/s². Jika gaya gesek katrol dan massa tali dapat diabaikan maka berapakah massa beban tersebut?

Penyelesaian:

Diagram gaya yang bekerja pada sistem ini adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar (b). Pada beban bekerja dua buah gaya yaitu gaya berat w dan gaya tegangan tali T. Besar gaya tegangan tali ini besarnya sama dengan gaya tarik F. Karena kecepatan beban yang bergerak ke atas adalah tetap, maka berlaku hukum II Newton sebagai berikut.

ΣF = 0

T – w = 0

F – mg = 0

125 – m(10) = 0

125 – 10m = 0

10m = 125

m = 125/10

m = 12,5 kg

Jadi, massa beban tersebut adalah 12,5 kg.

Fisika Dasar

Hukum Newton 1

Popular Posts

Popular Posts