Hukum Newton adalah hukum gerak yang menggambarkan hubungan gaya yang berkerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Oleh karena itu, Hukum Newton menjadi hukum dasar dinamika. Dinamika sendiri merupakan cabang dari ilmu fisika.
Hukum Newton sendiri terbagi menjadi 3 jenis yakni Hukum Newton 1, Hukum Newton 2, dan Hukum Newton 3. Dan berikut adalah bunyi dari masing-masing jenis Hukum Newton beserta rumusnya.
Hukum Newton 1 (Hukum Kelembamam)
“Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang
diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan tetap bergerak dengan
kecepatan tetap”.
∑F = 0 atau Resultan Gaya (kg m/s2)
Hukum Newton 2
“Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda”.
Rumus Hukum Newton 2
∑F = m.a
Keterangan:
- ∑F = gaya total yang bekerja pada benda (N)
- m = massa benda (kg)
- a = percepatan benda (m/s2)
Hukum Newton 3 (Hukum Aksi Reaksi)
“Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B, maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”.
Rumus Hukum Newton 3
F1 = F2
Faksi = -Freaksi
Keterangan:
- F1 =gaya yang diberikan pada benda 2 (N)
- F2 = gaya yang diberikan pada benda 1 (N)
Contoh Soal Hukum Newton
1. Seekor ikan bermassa 0,7 kg tergantung pada tail tali. Jika g = 10 m/s2, maka besar tegangan tali adalah …
A. 14 N
B. 7 N
C. 10 N
D. 5 N
E. 21 N
Pembahasan:
Berdasarkan hukum Newton 1 diperoleh hasil sebagai berikut.
ΣF = 0
T – w = 0
T = w
T = mg
T = 0,7 kg . 10 m/s2
T = 7 N
Jadi besar tegangan tali adalah C. 7 Newton
Contoh Soal 2
Perhatikan gambar berikut. Diketahui balok beratnya 100 Newton. Pada balok tersebut bekerja sebuah gaya. Besarnya gaya normal yang bekerja pada balok adalah …
Pembahasan:
ΣF = 0
N + F sin 30o – w = 0
N = w – F sin 30o
N = 100 N – 40 N . 1/2
N = 100 N – 20 N = 80 N
Hasilnya besar gaya normal yang bekerja pada balok sebesar 80 Newton.
Contoh Soal 3
Sebuah mobil massanya 500 kg bergerak dengan kecepatan 20m/s. Kemudian mobil direm dengan gaya konstan sehingga dalam waktu 5 sekon kecepatannya menjadi 10m/s. Berapakah besar gaya pengereman?
Pembahasan:
Yang pertama mencari percepatannya (a) terlebih dahulu menggunakan rumus percepatan.
Tanda negatif berarti mengalami perlambatan. Selanjutnya mencari besar gaya pengeremanan menggunakan rumus Hukum Newton 2.
F = m.a
F = 500.2
F = 1000 N
Besar gaya pengereman pada mobil tersebut adalah 1000 Newton.
Contoh Soal 4
Benda bermassa 15 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya sebesar 30 N ke arah kanan. Tentukan besarnya gaya normal! (g = 10 m/s2)
Pembahasan:
Diketauhi:
m = 15 kg
F = 25 N
g = 10 m/s2
Ditanya: Besar gaya normal (F)?
Jawaban:
∑F = 0
N – W = 0
N – (m . g) = 0
N – (15 kg x 10 m/s2) = 0
N = 150 N
Contoh Soal 5
balok bermassa 20 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30o. jika nisa ingin mendorong ke atas sehingga kecepatannya tetap maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Nisa?
Pembahasan:
Diketauhi:
m = 20 kg
g = 10 m/s2
θ = 30
Ditanyakan: Besar gaya yang harus diberikan (F)?
Jawaban:
W = m . g = 20 kg . 10 m/s2 = 200N
Σ F = 0
F – W sin 30 = 0
F = W sin sin 30
F = 200 . 0,5 = 100 N
Jadi gaya yang harus diberikan oleh Nisa sebesar 100 N
Contoh Soal 6
Sebuah balok bermassa 5 kg dengan berat 50 N digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok diam maka berapa tegangan talinya?
Pembahasan:
Diketahui:
m = 5 kg
W = 50 N
Ditanyakan: T = …?
Jawaban:
Σ F = 0
T – W = 0
T = W
T = 50 N
Contoh Soal 7
Benda bermassa 1 kg bergerak dengan percepatan konstan 5 m/s2. Berapa besar resultan gaya yang menggerakan benda tersebut ?
Pembahasan:
Diketauhi:
m = 1 kg
a = 5 m/s2
Ditanyakan: Besar resultan gaya (F)?
Jawaban:
F = m.a
= 1 x 5
= 5 N
Jadi besar resultan gaya untuk menggerakan benda tersebut adalah 5 Newton.
Contoh Soal 8
Apabila massa balok = 2 kg, F1 = 5 N dan F2 = 3 N, maka besar dan arah percepatan balok adalah …
Pembahasan:
Kita sepakati, gaya yang arahnya ke kiri bertanda negatif (F2 negatif) dan yang arahnya ke kanan bertanda positif (F1 positif)
Diketauhi:
m = 2 kg
F1 = 5 N
F2 = 3 N
Ditanyakan: Besar dan arah percepatan balok?
Jadi besar percepatan 1 m/s2 dan arah percepatan ke kanan (bernilai positif).
Contoh Soal 9
Seekor ikan yang bergerak dengan siripnya juga terjadi gaya aksi reaksi. Tentukan pasangan aksi-reaksi yang ada.
Penyelesaian:
- Gaya aksi: gaya dorong yang diberikan sirip ikan kepada air.
- Gaya reaksi: gaya dorong yang diberikan air kepada sirip ikan sehingga ikan dapat bergerak.
Contoh Soal 10
Dua balok (m1 dan m2) yang bersentuhan mula-mula diam di atas lantai licin seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Jika m1 = 70 kg, m2 = 30 kg dan pada balok pertama dikerjakan gaya sebesar 200 N, maka tentukanlah percepatan masing-masing balok dan gaya kontak antarbalok tersebut.
Pembahasan:
Diketauhi:
m1 = 70 kg
m2 = 30 kg
F = 200 N
Ditanya: Percepatan masing-masing balok (a) dan gaya kontak antarbalok (F)?
Jawaban:
Jadi, percepatan balok dan gaya kontaknya adalah 2 m/s2 dan 60 N.
