Makalah Hukum Newton [PDF]

Citation preview

MAKALAH HUKUM NEWTON I, II, III Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah: Fisika Dasar Dosen Pengampu: Mujib Ubaidillah, M.Pd



Disusun oleh : 1. 2. 3. 4. 5. 6.



Ahmad Firdaus Nurlatifatul Maula Afwa Maulinda Rizki Amelia Nurhasanah Adi Abdilah



(1908106001) (1908106006) (1908106009) (1908106019) (1908106022) (1908106025)



KELAS A JURUSAN TADRIS BIOLOGI FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN INSTITUS AGAMA ISLAM NEGERI (IAIN) CIREBON 2019



KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan karunia dan nikmat-Nya kepada kami berupa nikmat sehat sehingga kami diberi kesempatan untuk melaksanakan salah satu yang diperintahkan oleh Allah yaitu menuntut ilmu. Sholawat serta salam tidak lupa kita curah limpahkan kepada junjungan nabi besar kita nabi Muhammad SAW berserta keluarga, sahabat, dan semoga kita mendapatkan syafaatnya di yaumil akhir kelak nanti. Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas terstruktur mata kuliah Fisika Dasar. Semoga makalah ini dapat membantu kegiatan belajar pembaca dan dapat diterima dengan baik. Kami menyadari terdapat banyak kekurangan dalam makalah yang kami buat ini dan jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kami mengajak pembaca untuk memberikan saran dan kritik yang dapat membantu kami membuat makalah yang lebih baik kedepan-Nya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat.



Cirebon, 02 Oktober 2019



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR .................................................................................... i DAFTAR ISI .................................................................................................... ii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 1 1.3 Tujuan ............................................................................................... 1 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Hukum Newton............................................................... 2 2.2 Hukum Newton I .............................................................................. 3 2.3 Hukum Newton II ............................................................................. 4 2.4 Hukum Newton III ............................................................................ 8 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan ....................................................................................... 10 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 11



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Hukum gerak Newton adalah hukum sains yang ditentukan oleh Sir Isaac Newton mengenai sifat gerak benda. Hukum Newton menghubungkan percepatan sebuah benda dengan massanya dan gaya-gaya yang bekerja padanya. Ada tiga hukum Newton tentang gerak, yaitu Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan Hukum III Newton. Hukum gerak Newton itu sendiri merupakan hukum yang fundamental. Artinya, pertama hukum ini tidak dapat dibuktikan dari prinsipprinsip lain, kedua hukum ini memungkinkan kita agar dapat memahami jenis gerak yang paling umum yang merupakandasar mekanika klasik. Dalam



kehidupan



sehari-hari, gaya merupakan tarikan atau dorongan. Misalnya, pada waktu kita mendorong atau menarik suatu benda atau kita menendang bola, dikatakan bahwa kita mengerjakan suatu gaya dorong pada mobil mainan. Pada umumnya benda yang dikenakan gaya mengalami perubahan-perubahan lokasi atau berpindah tempat. Hukum-hukum Newton menyatakan hubungan antara gaya, massa, dan gerak benda. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apa pengertian dari Hukum Newton? 2. Bagaimana bunyi Hukum Newton I? 3. Bagaimana bunyi Hukum Newton II? 4. Bagaimana bunyi Hukum Newton III? 1.3 Tujuan 2. Untuk Mengetahui pengertian dari Hukum Newton 3. Untuk Mengetahui bunyi Hukum Newton I 4. Untuk Mengetahui bunyi Hukum Newton II 5. Untuk Mengetahui bunyi Hukum Newton III



BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Hukum Newton Hukum Newton adalah salah satu hukum fisika terkenal yang dikeluarkan oleh Sir Issac Newton pada tahun 1687 dalam bukunya “Mathematical Principles of Natural Philosophy”. Hukum Newton menjelaskan mengenai pengertian dari gaya dengan sifat-sifatnya dan hubungannya dengan pergerakan benda. Sebelum dijelaskan lebih lanjut, kita harus mengetahui pengertian dari gaya. Secara sederhana, gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan benda dapat berubah arah pergerakan, bertambah cepat atau lambat, atau merubah bentuk benda. Tetapi perlu dicatat, bahwa Hukum Newton berlaku untuk semua jenis gaya, selama benda yang ditinjau kerangkanya tidak mendekati kecepatan cahaya. Hukum-hukum Newton adalah hukum yang mengatur tentang gerak. Hukum gerak Newton itu sendiri merupakan hukum yang fundamental. Artinya, pertama hukum ini tidak dapat dibuktikan dari prinsip-prinsip lain. Kedua, 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 hubungan antara gaya yang



bekerja pada suatu benda dan gerak yang



disebabkannya. Ke tiga hukum gerak ini Newton



dalam



pertama



dirangkum



oleh



Isaac



karyanya Philosophi Naturalis Principa Mathematica, pertama



kali ditebitkan pada 05 Juli 1687. Hukum newton, meskipun tampak sangat sempurna, kini kita juga mendapati bahwa hukum-hukum tersebut tidak berlaku universal, namun masih membutuhkan modifikasi untuk benda pada kecepatan sangat tinggi (mendekati kecepatan cahaya) dan untuk benda dengan ukuran yang sangat kecil (atom)



2.2 Hukum Newton I Hukum Newton I berkaitan dengan sifat kelembaman benda (sifat inersia), yaitu sifat untuk mempertahankan keadaannya atau keengganan untuk mengubah keadaannya. Bunyi hukum Newton I: Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare. Hukum I: Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali ada gaya yang bekerja untuk mengubahnya. Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau tetap bergerak dengan laju dan arah yang tetap, jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut atau resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol (gaya yang bekerja seimbang). Jadi jika gaya yang bekerja seimbang maka benda diam akan terus diam dan benda yang bergerak, misal benda bergerak ke arah utara dengan laju 5m/s akan terus bergerak ke utara dengan laju 5 m/s. Hukum ini menyatakan bahwa jika resultan gaya (jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda) bernilai nol, maka kecepatan benda tersebut konstan. Dirumuskan secara matematis menjadi:   dv  F  0  dt  0



Artinya :  Sebuah



benda yang sedang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang



tidak nol bekerja padanya (tidak ada gaya luar yang mempengaruhinya)  Sebuah



benda yang sedang bergerak dengan laju dan arah yang tetap, tidak akan



berubah kecepatannya kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya (tidak ada gaya luar yang menghentikannya)



Aplikasi Hukum Newton I dalam kehidupan sehari-hari: 1. Pada lift diam atau bergerak dengan kecepatan tetap, maka percepatannya nol. Oleh karena itu, berlaku keseimbangan gaya. 2. Ketika kita berdiri dalam bus yang sedang melaju kencang, tiba-tiba bus direm, para penumpang akan terdorong ke depan. 3. Pena yang berada di atas kertas di meja akan tetap disana ketika kertas ditarik secara cepat. 4. Kardus yang berada diatas mobil akan terlempar ketika mobil tiba-tiba membelok. 5. Benda diam yang ditaruh di meja tidak akan jatuh kecuali ada gaya luar yang bekerja pada benda itu.



2.3 Hukum Newton II



Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.



Bunyi Hukum newton II “percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan masanya arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya”. Dapat dirumuskan sebagai berikut:



a



F = gaya (N) a = percepatan (m/s2)



Fneto m



Fneto  ma m = massa benda (Kg)



Semakin besar gaya yang dikerjakan, maka percepatan yang ditimbulkan semakin besar. Sehingga berdasar Hukum Newton II: Gaya adalah suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda mengubah kecepatannya, artinya dipercepat. Massa adalah sifat intrinsik sebuah benda yang mengukur resistansinya terhadap percepatan.  Jika gaya F dikerjakan pada benda bermassa m1 dan menghasilkan percepatan a1, maka:



F  m1 .a1 ............. 1  Jika gaya F dikerjakan pada benda bermassa m2 dan menghasilkan percepatan a2, maka:



F  m2 .a2 .............. 2



m1



a1



F



m2



a2



F



 Sehingga dari persamaan 1 dan 2 tersebut diperoleh persamaan:



m2 a1  m1 a2 Jadi rasio massa dua benda didefinisikan dengan menerapkan gaya yang sama pada masing-masing benda dan membandingkan percepatannya.



A. Gaya Dalam kehidupan sehari-hari, tiap orang sebenarnya punya konsep dasar tentang gaya. Misalnya pada waktu kita menarik atau mendorong suatu benda atau kita menendang bola, kita mengatakan bahwa kita mengerjakan suatu gaya pada benda itu. Gaya dapat mengubah arah gerak suatu benda, gaya dapat mengubah bentuk suatu benda serta gaya juga dapat mengubah ukuran suatu benda dengan syarat gaya yang kita berikan cukup besar. Gaya menyebabkan percepatan. Arah gaya searah dengan arah percepatan. Dari sini dapat disimpulkan bahwa gaya adalah besaran yang mempunyai besar dan arah. Ini berarti, gaya dapat digolongkan sebagai sebuah vector Satuan gaya adalah Newton , satu Newton adalah besarnya gaya yang diperlukan untuk menimbulkan percepatan 1 m.s-2 pada benda bermassa 1 kg, satuan gaya sering ditulis juga dalam bentuk kg m/s2 . 1 Newton = 1 kg m/s2. Dalam sistern satuan lain seperti cgs, satuan gaya dinyatakan dalam 1 dyne = 1 gr cm/s. Hubungan antara dyne dan Newton adalah : 1 Newton = 105 dyne Newton sering disingkat dengan N. 1. Macam-macam Gaya a. Gaya Berat Gaya berat tidak lain adalah gaya gravitasi bumi. Arah gaya berat adalah vertikal ke bawah yaitu menuju pusat bumi. Diturunkan dari hukum kedua Newton, sehingga gaya gravitasi (gaya berat) dari benda bermassa m berbunyi: Fg  m.a



Dengan menggunakan a = g, dan menulis w untuk gaya gravitasi, sehingga dapat dituliskan: w  m.g



b. Gaya Normal Pada balok di atas meja horisontal, berat balok menarik ke bawah dan menekan pada meja. Karena molekul-molekul meja memiliki resistansi kompresi yang besar, meja mengerjakan gaya ke atas pada balok secara tegak lurus. Gaya inilah yang disebut gaya normal.



c. Gaya Gesek Gaya gesek termasuk gaya normal gaya ini muncul jika permukaan dua benda bersentuhan secara lansung secara fisik. Arah gesekan searah dengan permukaan bidang sentuh dan berlawanan dengan arah kecendrungan gerak. Gaya gesek ada dua macam yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek statis. Bila bidang sentuh tidak licin, maka gaya kontak mempunyai komponen sepanjang bidang sentuh yang disebut gaya gesekan statik, dan gaya gesekan untuk benda dalam keadaan bergerak disebut gaya gesekan kinetik. Arah gaya gesekan ini selalu sepanjang bidang sentuh dan berusaha melawan gerak relatif bidang sentuhnya. Besar gaya gesek statik mempunyai batas maksimum, nilai maksimumnya sebanding dengan gaya normal N dan konstanta perbandingan =µs disebut koefisien gesekan statik fsmax =µs N. d. Gaya Gravitasi Gaya gravitasi pada sebuah benda adalah jenis gaya tarik tertentu yang diarahkan ke benda kedua. Yang dimaksud dengan benda kedua adalah bumi. Misalnya sebuah benda dengan massa m mengalami gerak jatuh bebas dengan percepatan gerak jatuh bebas sebesar g. maka, jika kita mengabaikan efek dari udara, satu-satunya gaya yang bekerja adalah gaya grafitasi Fg. Kita dapat menghubungkan gaya ke arah bawah ini dengan percepatan kea rah bawah dengan hukum ke II newton (F=m.a). kita tempatkan sumbu vertikal Y sepanjang lintasan benda, dengan arah lintasan positif keatas. Untuk sumbu ini, hukum ke II newton dapat ditulis dengan bentuk Fnet y = m.ay, dimana pada situasi kita diatas menjadi –Fg= m(-g) atau Fg = mg. Dengan kata lain , magnitude gaya gravitasi sama dengan gaya gravitasi mg. Gaya gravitasi yang sama, dengan magnitude yang sama , akan terus bekerja pada benda bahkan ketika benda tidak sedang jatuh bebas, tetapi misalnya pada keadaan diam diatas meja atau bergerk diatas meja.(jika gaya gravitasi hilang maka bumi juga pasti hilang).



Aplikasi Hukum Newton II dalam kehidupan sehari-hari: 1. Permainan Kelereng. Kelereng yang kecil saat dimainkan akan lebih cepat menggelinding, sedangkan kelereng yang lebih besar relatif lebih lama (percepatan berbanding terbalik dengan massanya). 2. Menggeser barang pada bidang miring. 3. Saat melakukan lemparan tolak peluru : bola akan lebih jauh dan cepat jika diberikan lemparan yang kuat begitu sebaliknya. 4. Mobil yang mogok akan lebih mudah didorong oleh dua orang,dibandingkan diorong oleh satu orang. 5. Pada saat berlari : Menambah gaya kecepatan agar menghasilkan percepatan yang maksimal. Semakin besar gaya yang dikeluarkan oleh seorang atlit, maka akan semakin besar percepatannya. 2.4 Hukum Newton III Hukum Newton III berbunyi : Jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda yang kedua ini mengerjakan gaya pada benda yang pertama yang besarnya sama dengan gaya yang diterimatapi arahnya berlawanan. Hukum Newton III juga disebut sebagai gaya aksi-reaksi dimana aksi dan reaksi ini selalu muncul bersamaan. Hukum ini menggambarkan sifat penting gaya, yaitu bahwa gaya-gaya selalu terjadi berpasangan. Jika sebuah gaya dikerjakan pada sebuah benda A, maka harus ada benda lain B yang mengerjakan gaya itu. Selanjutnya, jika B mengerjakan gaya pada A, maka A harus mengerjakan gaya pada B yang sama besar dan berlawanan arahnya.



Faksi = - Freaksi Faksi = gaya yang bekerja pada benda Freaksi = gaya reaksi benda akibat gaya aksi



Hukum ketiga menyatakan bahwa tidak ada gaya timbul di alam semesta ini, tanpa keberadaan gaya lain yang sama dan berlawanan dengan gaya itu. Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah benda (aksi) maka benda itu akan mengerjakan gaya yang sama besar namun berlawanan arah (reaksi). Dengan kata lain gaya selalu muncul berpasangan. Tidak pernah ada gaya yang muncul sendirian! Aplikasi Hukum Newton III dalam kehidupan sehari-hari: 1. Seseorang memakai sepatu roda dan berdiri menghadap tembok. Jika orang tersebut mendorong tembok (aksi), maka tembok mendorongnya dengan arah gaya yang berlawanan(reaksi). 2. Ketika mendayung perahu, pada waktu mengayunkan dayung, pendayung mendorong air ke belakang(aksi). Sebagai reaksi, air memberi gaya pada dayung ke depan, sehingga perahu bergerak ke depan. 3. Ketika kita menembak, senapan mendorong peluru ke depan(aksi). Sebagai reaksi, peluru pun mendorong senapan ke belakang. 4. Ketika seorang perenang menggunakan kaki dan tangannya untuk mendorong air ke belakang(aksi), air juga akan mendorong kaki dan tangan perenang ke depan(reaksi). 5. Ketika kaki pelari menolak papan start ke belakang(aksi), papan start mendorong pelari ke depan(reaksi) sehingga pelari dapat melaju ke depan.



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Kami dapat menyimpulkan bahwa, Hukum Newton menjelaskan mengenai pengertian dari gaya dengan sifat-sifatnya dan hubungannya dengan pergerakan benda. 1. Hukum pertama Newton disebut juga hukum kelembaman benda yang relatif mempertahankan keadaannya. 2. Hukum kedua Newton dimana percepatan berbanding lurus dengan gaya totalnya dan berbanding terbalik dengan massanya. 3. Hukum ketiga Newton disebut juga hukum Aksi-Reaksi,dimana jika suatu benda A memberikan aksipada benda B maka benda B akan memberikan reaksi yang arahnya berlawanan dengan aksi yang diberikan.



DAFTAR PUSTAKA



Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga. Jonifan, Iin Lidya, dan Yasman., 2012, Fisika Mekanika, Bandung: Penerbit Gunadarma http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gerak_Newton