2praktikum Hukum Newton I [PDF]

Citation preview

HUKUM I DAN II NEWTON



A. Latar Belakang Salah satu gejala alam yang turut dipelajari dalam bidang kajian ilmu fisika ialah gerak. Setiap mahluk hidup pastilah bergerak. Hal ini dikarenakan gerak sebagai salah satu ciri-ciri mahluk hidup. Selain itu, benda-benda di sekitar kita juga bergerak. Benda bergerak apabila dikenai sebuah gaya. Gaya ialah suatu tarikan atau dorongan yang menyebabkan benda bergerak atau melakukan perpindahan kedudukan. Ilmuan fisika yang telah menformulasikan hukum-hukum tentang gerak ialah Newton. Hukum-hukum yang dimaksudkan diantaranya ialah pertama yaitu setiap benda akan cenderung diam atau bergerak dalam garis lurus jika tidak ada gaya yang mempengaruhinya. Dengan kata lain bila resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, atau tidak ada gaya yang bekerja pada benda, maka benda yang diam akan tetap diam atau benda yang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan. Hukum ini, disebut juga Hukum Kelembaman (Inersia), yaitu sifat kecenderungan untuk mempertahankan keadaan suatu benda. Lembam atau inersia adalah sifat benda yang malas mengubah keadaan geraknya sehingga sukar bergerak dan sukar berhenti. Kedua perubahaan gerak berbanding lurus dengan gaya yang dikenakannya dan searah dengan gaya tersebut. Berdasarkan kedua hukum tersebut, maka untuk



membuktikan kebenarannya tentang gerak benda, dianggap perlu unutk dilakukan percobaan terkait Hukum Newton.



B. Tujuan Berdasarkan latar belakang di atas, maka tujuan yang ingin dicapai dari praktikum ini ialah sebagai berikut : 1. Untuk membuktikan sifat kelembaman suatu benda 2. Untuk menganalisis hubungan antara gaya dengan percepatan benda secara tepat serta menganalisis hubungan antara massa dengan percepatan benda.



C. Landasan Teori Apabila pengaruh luar pada sebuah benda benar-benar dihilangkan, maka sebuah benda akan tetap diam bila pada mulanya diam, dan akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan, bila pada mulanya bergerak dengan kecepatan konstan. Kesimpulan ini, yang pertama kali disimpulkan oleh Galileo Galilei, dikenal sebagai prinsip inersia atau kelembaman. Benda-benda cenderung untuk mempertahankan kondisi geraknya, bila dia diam, akan tetap diam dan bila bergerak, akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan, selama tidak ada pengaruh luar yang mengubah kondisi geraknya (Satriawan, 2012). Ketiadaan pengaruh luar dijelaskan oleh Newton yang menyajikan hukum pertama, dalam ungkapan :



“Setiap benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan kecuali jika ia dipaksa untuk mengubah keadaan itu oleh gaya-gaya yang berpengaruh padanya” (Anonim, 2015). Bila resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, atau tidak ada gaya yang bekerja pada benda, maka benda yang diam akan tetap diam atau benda yang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan. Hukum I Newton disebut juga Hukum Kelembaman (Inersia), yaitu sifat kecenderungan untuk mempertahankan keadaan suatu benda. Lembam atau inersia adalah sifat benda yang malas mengubah keadaan geraknya sehingga sukar bergerak dan sukar berhenti. Secara matematis Hukum I Newton dirumuskan sebagai berikut Ʃ𝐹 = 0 Hukum II Newton berbunyi : “Percepatan yang dihasilakan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda itu”. Hukum II Newton dirumuskan sebagai berikut. 𝑎=



Ʃ𝐹 → Ʃ𝐹 = 𝑚𝑎 𝑚



dengan : Ʃ𝐹 = resultan gaya yang bekerja pada benda (N) 𝑚 = massa benda (kg) 𝑎 = percepatan benda (m/s2) (Irawan, 2012).



D. Metode Praktikum 1. Alat dan Bahan Untuk



menunjang



berlangsungnya



proses



praktikum,



digunakan alat dan bahan sebagai berikut. a. Hukum Newton I Tabel 1.1 Alat dan Bahan pada Praktikum Hukum Newton I No 1 2



Nama Alat/Bahan Katrol Kertas



3



1 Set Statif



4 5



Benang Beban



Fungsi Sebagai objek pengamatan Sebagai alas katrol Sebagai tempat menggantungkan katrol Sebagai objek pengamatan Sebagai beban



b. Hukum Newton II Tabel 1.2 Alat dan Bahan pada Praktikum Hukum Newton II No 1 2



Nama Alat/Bahan Katrol Kereta



3



Tali



4



Beban



Fungsi Sebagai penegang tali Sebagai objek pengamatan Sebagai penghubung antara kereta dan beban Sebagai beban



2. Prosedur Kerja Prosedur kerja yang dilakukan pada praktikum Hukum Newton ini, ialah sebagai berikut : a. Hukum Newton I 1) Kertas dan Katrol a) Meletakkan katrol di atas kertas.



b) Menarik kertas secara perlahan dan mengamati keadaan katrol. c) Meletakkan kembali katrol di atas kertas seperti pada langkah



satu.



(mengusahakan



Menarik kertas



kertas



ditarik



secara



dngan



laju



perlahan tetap).



Kemudian secara mendadak menghentikan tarikan kertas. Mengamati keadaan katrol. 2) Benang dan Beban a) Menggantungkan



beban



sedemikian



rupa



dengan



menggunakan benang pada statif. b) Menarik perlahan benang dari tarikan lemah ke tarikan kuat pada bagian bawah beban yang telah digantungkan. Mengamati keadaan benang. c) Menggantungkan kembali beban pada batang statif seperti pada langkah satu. Menarik benang secara cepat pada bagian bawah beban yang digantung. Mengamati keadaan benang. b. Hukum Newton II 1) Merangkai kereta, katrol, tali, dan beban (100 gr) seperti pada Gambar 1.1 berikut.



Gambar 1.1 Prosedur Kerja Hukum Newton II (a)



2) Mengamati percepatan gerak kereta. 3) Menambahkan beban (2 x 100 gr) pada rangkaian percobaan seperti pada Gambar 1.2 berikut.



Gambar 1.2 Prosedur Kerja Hukum Newton II (b)



4) Mengamati percepatan gerak kereta. 5) Memindahkan beban (100 gr) yang menggantung ke atas kereta seperti pada Gambar 1.3 berikut.



Gambar 1.3 Prosedur Kerja Hukum Newton II (c)



6) Mengamati percepatan gerak kereta.



E. Hasil Pengamatan dan Pembahasan 1. Hasil Pengamatan a. Hukum Newton I Tabel 1.3 Data Pengamatan pada Praktikum Hukum Newton I No 1



2



3 4



Perlakuan



Hasil Pengamatan



Keadaan katrol ketika ditarik secara perlahan Keadaan katrol ketika ditarik dengan laju tetap kemudian dihentikan secara mendadak Kadaan benang ketika ditarik secara perlahan Keadaan benang ketika ditarik dengan cepat



Katrol bergerak bersama kertas Katrol bergerak searah gaya tarikan Benang pada bagian atas beban terputus Benang pada bagian bawah beban terputus



b. Hukum Newton II



Tabel 1.4 Data Pengamatan Percobaan Hukum II Newton



2.



No



F = Berat beban yangdigantung (N)



1 2 3



1N 2N 1N



m = Massa kereta + massa beban (Kg) 0,086 0,086 0,186



Percepatan Kereta cepat tercepat kurang cepat



Analisis Data a 



F m 1N 0,086 Kg



 11,63 m / s 2



Untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel berikut. Tabel 1.5 Analisis Data Percobaan Hukum II Newton No 1 2 3



3.



F=Berat beban yang digantung (N) 1 2 1



m=Massa kereta + Massa beban (Kg) 0,086 0,086 0,186



Percepatan Kereta (m/s2) 11,63 23,25 5,37



Pembahasan Percobaan kertas dan katrol pada praktikum Hukum Newton I ketika keadaan katrol ditarik secara perlahan, diperoleh bahwa katrol bergerak bersama kertas yang ditarik. Dalam hal ini, diasumsikan bahwa laju tarikan pada kertas selalu konstan, sehingga tidak terdapat percepatan pada katrol atau resultan gayanya sama dengan nol. Ketika tarikan dengan laju konstan dihentikan secara mendadak, maka katrol bergerak lurus diperlambat searah gaya tarikan, karena adanya gaya gesek yang berlawanan arah, yang kemudian menyebabkan gerak katrol



terhenti.



Katrol



terdorong



ke



depan



karena



ingin



mempertahankan gerakannya ke depan. Hal ini menunjukkan sifat inersia yang dimiliki oleh katrol. Setiap benda memiliki kecendrungan untuk mempertahankan keadaanya. Kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan keadaannya disebut kelembaman. Oleh karenanya Hukum I Newton disebut juga Hukum Kelembaman (Inersia). Lembam atau inersia adalah sifat benda yang malas mengubah keadaan geraknya sehingga sukar bergerak dan sukar berhenti. Percobaan dengan benang dan beban, diperoleh bahwa ketika benang ditarik secara perlahan, benang pada bagian atas beban terputus. Hal ini dikarenakan saat benang ditarik secara perlahan, gaya tegangan tali pada benang sama antara benang di atas beban dan benang di bawah beban. Oleh karena benang di atas beban memiliki dua simpul yang saling mempertahankan keadaanya yakni simpul antara benang dan statif dengan simpul antara benang dan beban, sehingga semakin lama gaya tegangan tali di atas beban akan semakin besar dan akhirnya terputus. Sedangkan ketika benang ditarik secara cepat, gaya tegangan tali lebih besar di bagian bawah beban. Sehingga benang pada bagian ini terputus. Pada percobaan hukum II Newton dengan menggunakan kereta yang memiliki massa 0,086 Kg, mula-mula berat beban yang digantung melalui katrol yaitu 1 N dan kemudian kereta dilepas sehingga bergerak ke depan dengan cepat. Selanjutnya berat beban



yang digantung ditambah menjadi 2 N dengan massa kereta yang sama yaitu 0,086. Ketika kereta dilepas, kereta tersebut bergerak kedepan dengan sangat cepat. Setelah itu, berat beban 100 gram yang digantung, dipindahkan ke atas kereta sehingga massa kereta menjadi 0,186 Kg dan beban yang digantung tersisa 1 N. Hasilnya, ketika kereta dilepas kereta bergerak kedepan dengan kurang cepat. Dari hasil percobaan yang diperoleh dapat diketahui bahwa gaya yang diberikan pada benda (kereta) mempengaruhi besarnya percepatan yang dialami benda (kereta). Hal ini dapat dilihat pada data pengamatan 1 dan 2 yang diperoleh, yaitu gaya 1 N dan 2 N yang bekerja pada massa benda yang sama 0,086 Kg menghasilkan besar percepatan yang berbeda, dimana gaya 2 N yang bekerja pada benda (kereta) lebih besar dibanding dengan gaya 1 N yang bekerja pada benda (kereta) yang sama pula.



Sedangkan massa benda tidak



mempengaruhi besarnya percepatan benda. Hal ini dapat dilihat pada data pengamatan 1 dan 3, dimana gaya (F) 1 N bekerja pada dua benda (kereta) dengan massa yang berbeda yaitu 0,086 Kg dan 0,186 Kg. Hasilnya benda (kereta) dengan massa 0,086 memiliki percepatan yang lebih besar dibanding dengan massa benda (kereta) 0,186 Kg. Sehingga dapat disimpulkan bahwa yang mempengaruhi besarnya percepatan suatu benda adalah gaya yang diberikan pada benda dan bukan massa benda. Semakin besar gaya yang diberikan pada benda, maka semakin besar pula percepatan yang dialami benda.



F. Kesimpulan dan Saran 1. Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat ditarik dari praktikum kali ini ialah sebagai berikut : a. Setiap



benda



terbukti



memiliki



kecendrungan



untuk



mempertahankan keadaannya. Kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan



keadaannya



disebut



kelembaman.



Oleh



karenanya Hukum I Newton disebut juga Hukum Kelembaman (Inersia). Lembam atau inersia adalah sifat benda yang malas mengubah keadaan geraknya sehingga sukar bergerak dan sukar berhenti. b. Yang mempengaruhi besarnya percepatan suatu benda adalah gaya (F) yang diberikan pada benda dan bukan massa benda (m). Semakin besar gaya yang diberikan pada benda, maka semakin besar pula percepatan yang dialami benda. Hal ini sesuai dengan bunyi hukum II Newton yang menyatakan bahwa“ 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”.



2. Saran Saran yang dapat saya ajukan setelah mengikuti praktikum ini ialah sebagai berikut :



a. Untuk laboratorium agar melengkapi alat-alat praktikum dan mengganti alat-alat yang telah rusak untuk menunjang proses praktikum. b. Untuk asisten agar mempertahankan atau lebih meningkatkan lagi caranya dalam membimbing praktikan. c. Untuk praktikan agar tetap menjaga kebersihan laboratorium baik saat praktikum tengah berlangsung maupun setelahnya.



DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2015. Buku Ajar Fisiska Dasar I. UHO. Kendari. Irawan. 2012. Fisika.Yrama Widya. Bandung. Satriawan. 2012. Fisika Dasar. Erlangga. Jakarta.