Dinamika Partikel (bagian 1)

Hukum-hukum Newton

Hukum Newton membahas tentang hubungan antara gerak benda dan gaya benda.

Hukum I Newton

Hukum newton satu ini juga dikenal dengan istilah hukum inersia atau hukum kelembaman. Berdasarkan hukum newton 1, benda yang semula diam akan mempertahankan keadaannya tetap diam, sedangkan benda yang awalnya bergerak akan tetap mempertahankan keadaannya bergerak.

Ukuran kuantitas kelembaman suatu benda adalah massa. Semakin besar massa sebuah benda, semakin besar juga kelembamannya. 

Sebagai contoh, ketika kamu mengendarai motor, kamu bisa langsung mendapatkan kelajuan yang besar dalam waktu singkat. Berbeda dengan ketika kamu naik kereta api, kamu harus menunggu beberapa waktu agar mendapatkan kelajuan yang besar. Hal itu disebabkan oleh perbedaan massa kedua benda di mana motor memiliki massa yang jauh lebih kecil dibandingkan kereta api.

Dalam kegiatan kita sehari-hari kita sering mengalami hukum newton 1 ini. Contohnya: Ketika kita berada di dalam kendaraan yang sedang melaju dan direm secara mendadak, badan kita akan langsung terdorong ke depan. Sedangkan ketika kendaraan sedang diam dan tiba-tiba melaju badan kita akan terdorong ke belakang. Alasan dibalik itu adalah, tubuh kita berusaha mempertahankan keadaan awalnya.

Hukum II Newton

“Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

Ketika kamu berusaha mendorong sebuah benda dengan massa (m) agar bergerak dengan gaya sebesar (F) maka benda akan bergerak dengan percepatan sebesar (a). Ketika kamu menggunakan gaya 2 kali semula (2F) maka benda akan memiliki percepatan 2 kali semula juga (2a).

Berbeda dengan penambahan massa benda yang kamu beri gaya. Jika kamu memberikan gaya yang sama sebesar (F) ke benda yang memiliki massa sebesar (2 m) percepatan yang dimiliki benda akan menjadi 1/2a.

 

Hukum III Newton

“Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B, maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.”

Aksi reaksi merupakan istilah terkenal dari hukum newton 3. Untuk setiap aksi akan ada reaksi yang besarnya sama dengan arah berlawanan.

Sebagai contoh ketika melihat tank sedang menembakkan pelurunya, tank mengeluarkan gaya untuk mendorong pelurunya ke depan sebagai aksi, dan tank terdorong mundur ke belakang karena reaksi yang diberikan peluru.

 

Jenis-jenis Gaya

Gaya merupakan dorongan atau tarikan yang bisa mempercepat atau memperlambat benda.

Benda yang semula diam bisa bergerak karena diberikan gaya dan sebaliknya benda bergerak bisa menjadi diam karena adanya gaya yang diberikan.

Benda yang terkena gaya juga tidak selamanya harus bersentuhan, contohnya gaya gravitasi.

Gaya Berat

Kamu pasti sering mendengar istilah berat di dalam kehidupan sehari-hari. Berat badan, atau ketika kamu belanja buah, sayur, daging di pasar akan dihitung beratnya.

Sebenarnya semua hal di atas itu adalah massa. Budi memiliki berat 70kg, sebenarnya yang dimaksud adalah massa Budi. Kamu harus bisa membedakan berat dan massa sebuah benda.

Massa merupakan ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda. Massa (m) suatu benda besarnya selalu tetap dimanapun benda tersebut berada, satuannya kg.

Sedangkan berat (w) merupakan gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Satuan berat adalah Newton (N)

Gaya berat ini berhubungan dengan hukum newton 2. Sebuah benda bermassa (m) dilepaskan dari ketinggian tertentu maka akan terjatuh karena adanya gaya gravitasi (N).

Formula:

Gaya Normal

Sebuah benda yang diletakan di atas meja tidak akan terjatuh karena adanya gaya tekan meja pada buku. Gaya ini terjadi karena permukaan buku dan meja yang bersentuhan atau disebut dengan gaya normal.

Gaya normal (N) adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh.

Gaya normal (N) yang terjadi pada suatu benda memiliki besar yang sama dengan gaya berat(w) sebuah benda. Kedua gaya tersebut sama besar tapi memiliki arah yang berbeda

Gaya normal memiliki arah yang tegak lurus pada bidang sentuhnya. Jadi jika benda berada di permukaan yang miring maka gaya normalnya juga akan miring.

Gaya Gesek

Gaya gesek merupakan gaya yang terjadi pada 2 buah benda yang permukaannya saling bersentuhan. Arah gaya gesek selalu berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda.

Contoh:

Bola yang menggelinding di lapangan rumput lama-kelamaan akan berhenti karena terjadi gaya gesek antara permukaan bola dan permukaan rumput.

Ketika kita mendorong lemari yang besar dengan gaya dorong yang kecil, lemari tidak akan bergerak karena gaya gesek antara lemari dan lantai lebih besar dari gaya yang kita berikan

Untuk benda yang berada di udara, gaya geseknya bergantung pada luas permukaan bidang sentuh benda. Tapi gaya gesek di benda pada tidak ada pengaruh luas permukaan bidang sentuh benda.

Ada 2 jenis gaya gesek yang bekerja pada benda, ada gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis.

Gaya gesek statis

Gaya gesek statis () terjadi ketika benda belum bergerak atau dalam keadaan diam. Dalam hukum newton 1, jika benda diam maka resultan gayanya sama dengan 0. Maka dari itu gaya gesek statis selalu sama besarnya dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut.

Formula:

Gaya gesek kinetis

Gaya gesek kinetis merupakan gaya gesek yang bekerja pada benda dalam keadaan bergerak.

Formula: 

Gaya sentripetal

Ketika kamu belajar mengenai gerak melingkar kamu pasti telah mengenal apa yang disebut gerak sentripetal. Benda yang mengalami gaya sentripetal pasti memiliki kecepatan sentripetal yang memiliki arah menuju titik pusat lintasan.

Formula: