IPA SMP Kelas VIII : Hukum Newton, Penerapan Rumus dan Contoh Soal Pembahasannya

IPA SMP Kelas VIII : Hukum Newton, Penerapan Rumus dan Contoh Pembahasannya - Materi hukum newton sudah diberikan di SMP pada semester ini. Biasanya penerapan hukum newton dalam kehidupan sehari-hari yang menjadi siswa bingung. Selain itu juga rumus hukum newton yang banyak tentu siswa cukup kesulitan untuk menghafal. Dengan memahami konsep hukum newton diharapkan siswa bisa mengerjakan soal-soal yang diberikan guru baik itu ulangan harian, ulangan kenaikan kelas juga. 

Pengertian Hukum Newton 1, 2 dan 3

Pernahkah kamu naik bus? Pasti pernah dong. Nah, pada saat kamu naik bus dengan kecepatan yang lumayan tinggi dan kamu sendiri sedang duduk santai, tiba-tiba bus mengerem mendadak, kamu pun ikut bergerak kedepan. Loh, kenapa bisa begitu, apa kamu sengaja bergerak kedepan atau reflek saja, tentu hal ini berhubungan dengan hukum newton. Apa itu hukum newton? Dan ada berapa jenis hukum newton serta bunyinya? Untuk menjawab pertanyaan tersebut mari kita simak penjelasan berikut ini.

Hukum Newton adalah hukum yang berada dalam dunia fisika di mana hukum-hukum tersebut mengatur tentang gerak. Hukum gerak Newton itu sendiri merupakan hukum yang fundamental. Artinya hukum ini tidak dapat dibuktikan dari prinsip-prinsip lain. Hukum ini memungkinkan kita agar dapat memahami jenis gerak yang paling umum yang merupakan dasar mekanika klasik.

Hukum gerak Newton adalah tiga hukum yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hunbungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh tokoh fisika terkenal yaitu Isaac Newton dalam karyanya Philosophi Naturalis Principa Mathematica, pertama kali diterbitkan pada 05 Juli 1687.

Untuk menghormati jasanya dalam dunia pendidikan dan ilmuwan, maka hukum yang ditemukan oleh Newton diberi nama hukum Newton. Hukum newton sendiri mempunyai 3 konsep dasar yaitu Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan Hukum III Newton.

Hukum I Newton

Bunyi Hukum I Newton menyatakan bahwa :

Bunyi Hukum I Newton : “Sebuah benda dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan, akan tetap diam atau akan terus bergerak dengan kecepatan konstan, kecuali ada gaya-gaya eksternal yang bekerja pada benda itu”.

Pengertian Hukum I Newton

Berdasarkan bunyi Hukum I Newton tersebut, berarti untuk benda yang semula diam maka benda tersebut selamanya akan tetap diam. Sedangkan untuk benda bergerak, akan bergerak terus, kecuali ada gaya yang menghentikannya.

Kecenderungan ini digambarkan dengan mengatakan bahwa benda mempunyai kelembaman. Sehubungan dengan itu, Hukum I Newton disebut juga hukum kelembaman.

Rumus Hukum I Newton

Dari hasil pembahasan diatas maka secara matematis Hukum I Newton dapat dirumuskan sebagai berikut:

 

Contoh Hukum I Newton

Pada waktu berada atas kendaraan yang bergerak, kemudian tiba-tiba kendaraan direem, maka penumpang akan terdorong ke depan. Hal ini menunjukkan bahwa penumpang yang sedang bergerak bersama kendaraan cenderung ingin bergerak.

Contoh Pembuktian Hukum I Newton

• Sediakan alat-alat antara lain kelereng, kertas dan meja.
• Letakkan kelereng di atas meja kertas pada meja yang mendatar hingga keadaan kelereng diam!
• Tarik kertas dengan mendadak / sentakan!
• Ulangi langkah (2)  tetapi kertas ditarik pelan-pelan, kemudian hentikan kertas tersebut secara mendadak.
• Amati yang terjadi!
• Berdasarkan kegiatan diatas, dapat disimpulkan bahwa setiap benda yang diam cenderung untuk tetap diam dan benda bergerak lurus beraturan cenderung untuk tetap bergerak lurus beraturan (ingin mempertahankan keadaannya). Sifat demikian itulah yang disebut sebagai kelembaman (inersia) suatu benda.

Hukum II Newton

Bunyi Hukum II Newton menyatakan bahwa:

Bunyi Hukum II Newton : “Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya, dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya.’

Pengertian Hukum II Newton

Hukum II Newton menetapkan hubungan antara besaran dinamika gaya, massa, dan kinematika percepatan, kecepatan, dan perpindahan. Gaya adalah suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda mengubah kecepatannya, artinya dipercepat. Arah gaya adalah arah percepatan yang disebabkan jika gaya itu adalah satu-satunya gaya yang bekerja pada benda tersebut. Besarnya gaya adalah hasil kali massa benda dan besarnya percepatan yang dihasilkan gaya. Massa adalah sifat intrinsik sebuah benda mengukur resistensinya terhadap percepatan.

 

Hukum II Newton menetapkan hubungan antara besaran dinamika gaya, massa, dan kinematika percepatan, kecepatan, dan perpindahan

Gambar di atas menunjukkan benda terketak di atas bidang datar yang licin, kemudian di-pengaruhi gaya F hingga timbul percepatan a.

Rumus Hukum II Newton

Dari hasil pembahasan di atas maka secara matematis Hukum II Newton dapat dirumuskan sebagai berikut:

Dengan:

F = gaya (dalam satuan Newton, disingkat N)

m = massa benda (kg)

a = percepatan (m/s2)

Hukum III Newton

Bunyi Hukum III Newton menyatakan bahwa:

Bunyi Hukum III Newton : “Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua akan memberkan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda yang pertama.”

Pengertian Hukum III Newton

Dari bunyi hukum III Newton ini terkadang dinyatakan juga dengan kalimat :”Untuk setiap aksi dan reaksi yang sama dan berlawanan arah”. Maka Hukum III Newton sering dinamakan hukum interaksi atau hukum aksi reaksi. Hukum ini menggambarkan sifat penting dari gaya yaitu bahwa gaya-gaya selalu terjadi berpasangan. Untuk menghindari kesalahpahaman perlu diketahu bahwa gaya aksi reaksi yang berpasangan bekerja pada benda yang berbeda.

Rumus Hukum III Newton

Contoh Hukum III Newton

Beberapa contoh penerapan Hukum III Newton dalam kehidupan yang tanpa kamu sadari adalah sebagai berikut:

• Seseorang yang mendorong mobil yang terpasang rem tangannya, selama itu pula ia merasakan adanya dorongan ke belakang. Hal ini terjadi karena orang tersebut mendapat gaya reaksi dari mobil yang menurut hukum III Newton, sama besar namun berlawanan arah dengan gaya yang diberikan pada mobil tersebut.
• Ketika sebutir peluru ditembakkan dari sebuah senapan, senapan mengerjakan gaya ke depan pada peluru sehingga peluru juga akan mengerjakan gaya pada senapa dengan arah berlawanan, yaitu ke ke belakang. Ini menyebabkan bahu penembak tersentak ke belakang sesaat setelah peluru ditembakkan.
• Ketika kaki pelari menolak papan start ke belakang maka papan start akan mendorong pelari ke depan sehingga pelari dapat melaju ke depan.

Contoh Soal dan Pembahasan Hukum I, II dan III Newton

Soal No.1

Perhatikan gambar di bawah ini.

Percepatan yang dialami benda adalah ...

Percepatan yang dialami benda adalah 

a. 20 m/s2

b. 15 m/s2

c. 10 m/s2

d. 5 m/s2

Pembahasan:

Diketahui:

FA = 53 N

FB = 18 N

m = 7 kg

Ditanya: percepatan (a) ?

Jawab:

FA dan FB berlawanan arah, dan sesuai Hukum II Newton:

Jawaban: d

Soal No.2

Sebuah benda yang bermassa 3 kg bergerak pada bidang datar yang licin, kecepatan benda bertambah dari 2 m/s menjadi 10 m/s setelah 4 sekon. Besar gaya mendatar menyebabkan kecepatan benda adalah ....

a. 6 N

b. 12 N

c. 30 N

d. 36 N

Pembahasan:

Diketauhi:

m = 3 kg

v1 = 2 m/s

v2 = 10 m/s

t = 4 s

Ditanya: gaya (F) ?

Jawab:

Sesuai rumus GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan), nilai a adalah

Sesuai Hukum II Newton, gaya diformulasikan sebagai berikut:

Jawaban: a

Soal No.3

Sebuah balok yang berada dalam bidang kasar ditarik sebuah gaya F, sehingga bergerak. Hal ini menunjukkan bahwa besarnya ...

a. Gaya gesekan sama besar dengan gaya F

b. Gaya gesekan lebih besar dari gaya F

c. Gaya gesekan lebih kecil dari gaya F

d. Gaya gesekan dipengaruhi oleh luas bidang tekan benda.

Pembahasan:

1. Benda tetap diam, gaya geseknya sama dengan gaya tarik.
2. Benda tepat akan bergerak, jika gaya gesekan (gaya gesekan statis maksimum) sama dengan gaya tarik.
3. Benda bergerak, jika gaya gesekan lebih kecil dari gaya tarik.

Jawaban: c

Soal No.4

Pernyataan yang memiliki berat benda paling besar adalah nomor ....

a. 1

b. 2

c. 3

d. 4

Pembahasan:

Pernyataan yang memiliki berat benda paling besar adalah nomor 2

Jawaban: b

Soal No. 5

Sebuah benda yang beratnya 200 N berada di bumi yang mempunyai gaya gravitasi 10 m/s2. Jika benda itu dibawa ke tempat yang gaya gravitasinya 1,6 m/s2, maka berat benda tersebut menjadi...

a.12,5 N

b. 32 N

c. 125 N

d. 320 N

Pembahasan:

Diketahui:

W1 = 200 N

G1 = 10 m/s2

G2 = 1,6 m/s2

Ditanya: w2

Jawab:

Dalam hal ini, massa benda tetap, maka:

M = w/g

Sehingga:

Sebuah benda yang beratnya 200 N berada di bumi yang mempunyai gaya gravitasi 10 m/s2

Jawaban: b

Demikian ulasan mengenai IPA SMP Kelas VIII : Hukum Newton, Penerapan Rumus dan Contoh Pembahasannya. Semoga bermanfaat untuk para siswa kelas VIII. Terima kasih. 

Berbagi :