Gaya dan Hukum Newton

Halo semuanya... Kali ini kita akan belajar tentang Gaya dan Hukum Newton. Nah, kalian pasti tau kan tentang Gaya dan Hukum Newton? Kalau kalian ingin tau lebih jelas, ayo kita belajar bersama-sama.

Gaya

Nah, kalian tau gak? Dalam ilmu fisika, gaya itu dinyatakan sebagai tarikan atau dorongan. Tarikan atau dorongan tersebut dapat menyebabkan benda mengalami hal-hal berikut, yaitu:

• perubahan bentuk;
• perubahan arah gerak;dan
• bergerak jika benda semula diam atau diam jika benda semua bergerak.

Kalau gaya, alat ukurnya adalah dinamometer. Jadi, dalam satuan SI, gaya itu dinyatakan dalam satuan Newton (atau disingkat menjadi N). Nah, konversi satuan gaya yang lainnya, yaitu :

1 Newton = 1 × 10⁵ dyne (Satuan CGS)
1 Newton = 1 kg m/s²

Macam-macam gaya adalah :

a. Gaya listrik

b. Gaya magnet

c. Gaya pegas

d. Gaya gravitasi

e. Gaya mesin

f. Gaya gesekan

Gaya juga dapat dibedakan berdasarkan sifat-sifatnya, yaitu :

a. Gaya sentuh, yaitu gaya yang bekerja pada benda dengan titik kerjanya itu berada pada permukaan benda. Contohnya itu seperti : gaya gesekan.

b. Gaya tak sentuh, yaitu gaya yang titik kerjanya itu tidak bersentuhan dengan benda. Contohnya itu seperti : gaya magnet dan gaya gravitasi.

Resultan Gaya

Resultan gaya adalah jumlah total gaya yang bekerja pada benda, tergantung arah jumlah gaya yang bekerja pada benda.

• Gaya Saling Sejajar dan Searah

Jika gaya tersebut saling sejajar dan searah, maka persamaan yang berlaku adalah :

  

• Gaya Saling Sejajar dan Berlawanan Arah

Jika gaya tersebut saling sejajar dan berlawanan arah, maka persamaan yang berlaku adalah :

  

• Gaya Saling Tegak Lurus

Jika gaya tersebut saling tegak lurus, maka persamaan yang berlaku adalah: 

Hukum Newton tentang Gerak

Hukum Newton memiliki tiga hukum, yaitu:

• Hukum I Newton

Hukum I Newton berbunyi: "Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda bernilai nol atau tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut, benda akan terus bergerak dengan kelajuan tetap pada lintasan lurus atau tetap diam". Jadi, secara matematis, hukum I Newton tersebut dituliskan:

Berdasarkan hukum tersebut, dapat kita simpulkan bahwa benda tersebut ingin mempertahankan keadaannya. Sifat ini biasanya disebut kelembaman benda.

• Hukum II Newton

Hukum II Newton berbunyi: "Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda". Jadi, secara matematis, hukum II Newton dapat dituliskan:

Berdasarkan hukum tersebut, apabila semakin besar gaya, percepatan akan semakin besar. Namun, apabila massa semakin besar, maka percepatan akan semakin kecil.

• Hukum III Newton

Hukum III Newton berbunyi: "Jika benda pertama mengerjakan gaya pada benda kedua, benda kedua akan mengerjakan gaya pada benda pertama yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan".

Jadi, maksudnya adalah jika benda pertama memberi gaya aksi pada benda kedua, maka benda kedua pun juga memberikan gaya reaksi pada benda pertama. Secara matematis, hukum III Newton dapat dituliskan:

Kalian sudah mengerti kan tentang materi ini? Jika kalian sudah paham, kita akan coba latihan soalnya.

Soal dan Pembahasannya!
1. Perhatikan pernyataan di bawah ini!
    1) Pada saat kita menghantam tembok dengan tangan, tangan kita pasti akan sakit.
    2) Agar dapat melompat tinggi, seorang pemain basket harus menjejakkan kakinya ke tanah.
    3) Tubuh kita akan terdorong ke depan pada saat mengerem kendaraannya.
    4) Badak besar mendorong badak kecil sehingga badak kecil tersebut terpental.
Dari pernyataan tersebut, yang termasuk contoh hukum III Newton dalam kehidupan sehari-hari adalah ....
a. 1) dan 2)
b. 1) dan 3)
c. 2) dan 3)
d. 3) dan 4)
Pembahasannya :
Dari soal tersebut, hukum III Newton berbunyi: "Jika benda pertama mengerjakan gaya pada benda kedua, benda kedua akan mengerjakan gaya pada benda pertama yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan". Maksudnya jika benda pertama gaya aksi pada benda kedua, maka benda kedua tersebut memberi gaya reaksi terhadap benda pertama. Jadi, jawabannya yabg paling tepat adalah : a. 1) dan 2).

2. Perhatikan gambar di bawah ini!

Besar gaya yang dihasilkan sesuai gambar tersebut adalah ....
  a. 7 N
  b. 7,5 N
  c. 8 N
  d. 8,5 N
Pembahasannya :
Dari soal tersebut, soal ini adalah gaya saling sejajar tetapi berlawanan arah. Maka :
 

Jadi, besar gaya yang dihasilkan adalah : b. 7,5 N.

3. Sebuah benda memiliki massa seberat 6 kg. Jika percepatan yang dialami benda tersebut adalah 7 m/s², maka gaya yang dialami benda tersebut sebesar ....
  a. 13 N
  b. 1 N
  c. -1 N
  d. 42 N
Pembahasannya :
Dari soal tersebut, diketahui :
m = 6 kg
a = 7 m/s²
ΣF = ?
Rumus untuk mencari gaya pada benda adalah:



Jadi, gaya yang dialami benda tersebut sebesar : d. 42 N.

4. Sebuah benda memiliki massa 8 kg dan memiliki percepatan 16 m/s². Apabila massa benda tersebut ditambah 2 kg, maka percepatan yang dialami benda tersebut adalah ....
  a. 128 N
  b. 10 m/s²
  c. 12,8 m/s²
  d. 14 m/s²
Pembahasannya :
Pertama-tama, kita harus mencari gaya benda terlebih dahulu.



Jadi, gaya benda tersebut adalah 128 N. Tapi tunggu dulu... Ini ditanya percepatan, bukan gaya. Apabila massa tersebut ditambah 2 kg, maka percepatannya adalah :


Jadi, percepatan yang dialami benda setelah massa ditambahkan 2 kg adalah : c. 12,8 m/s².

5. Perhatikan gambar di bawah ini!

Besar gaya yang dialami benda tersebut adalah ....
  a. 10 N
  b. 14 N
  c. 2 N
  d. -2 N
Pembahasannya :
Gunakan rumus pythagoras untuk mencari gaya tersebut, maka :

Jadi, besar gaya yang dialami benda tersebut adalah : a. 10 N.

6. Sebuah benda memiliki massa 8 kg. Jika diketahui kecepatan suatu benda 10 m/s dan waktu yang diperoleh benda adalah 4 sekon, maka gaya yang dialami oleh benda adalah ....
  a. 3,2 N
  b. 4,5 N
  c. 20 N
  d. 22 N
Pembahasannya :
Jika hanya diketahui gaya, kecepatan dan waktu saja serta percepatannya tidak diketahui, maka rumus untuk mencari percepatan adalah:



Untuk lebih lanjut, pelajari Gerak Lurus. Kemudian, kita akan mencari gaya tersebut.


Jadi, gaya yang dialami benda tersebut adalah: c. 20 N

7. Sebuah benda bergerak menempuh selama 4 sekon dan jarak yang ditempuh benda adalah 20 meter. Jika berat beban yang dialami benda tersebut adalah 50 N, maka gaya yang dialami benda tersebut adalah ....
  a. 5¼ N
  b. 6¼ N
  c. 5½ N
  d. 6½ N
Pembahasannya :
Apabila diketahui:
s = 20 meter
t = 4 sekon
w = 50 N
Maka yang ditanya adalah gaya. Oke, kita main logika aja nih... Kalau diketahui berat beban itu 50 N dan massanya tidak diketahui, maka rumus untuk mencari massa adalah:



Nah, ini adalah rumus untuk mencari beban berat, kalau ditanya massa, kita ubah rumusnya sehingga menjadi:


Kalau g itu apa? Nah, g itu percepatan gravitasi dengan konstanta 10 m/s² atau 9,8 m/s². Maksudnya adalah nilai tersebut merupakan ketetapannya dan tidak bisa diubah. Untuk lebih lanjut, kalian pelajari Berat Benda. Maka, massanya adalah:



Kemudian, kita cari kecepatannya dulu.



Setelah itu, cari percepatannya...



Sekarang, sudah ketemu massa dan percepatannya. Baru kita cari gaya tersebut.



Jadi, gaya yang dialami benda adalah: b. 6¼

Oke, semoga materi ini bermanfaat bagi kalian semua...
Mohon maaf jika penjelasan tersebut ada yang salah...