Dalam dunia sains, Hukum Newton merupakan salah satu fondasi dasar yang penting dalam memahami pergerakan benda-benda di alam semesta. Hukum ini dikembangkan oleh ilmuwan terkenal Sir Isaac Newton pada abad ke-17 dan telah menjadi tonggak dalam fisika klasik. 

Artikel ini akan menjelaskan sejarah Hukum Newton, jenis-jenisnya, bunyi masing-masing hukum, dan contoh soal serta pembahasannya.

Sejarah Hukum Newton

Hukum Newton ditemukan oleh Sir Isaac Newton pada awal abad ke-17. Newton adalah seorang ilmuwan, matematikawan, dan fisikawan Inggris yang mengamati fenomena alam dan mengembangkan teori yang mendefinisikan dasar pergerakan benda-benda di alam semesta. 

Pencapaian utama Newton adalah penerbitan karyanya yang terkenal, “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica” pada tahun 1687, yang berisi penjelasan rinci tentang hukum-hukum gerak dan gravitasi.

Jenis-jenis Hukum Newton

Hukum Newton terdiri dari tiga hukum dasar yang saling melengkapi dan menjelaskan pergerakan benda. Mari kita simak penjelasan singkat mengenai masing-masing Hukum Newton:

1. Hukum Newton Pertama (Hukum Inersia)

Hukum pertama Newton dikenal juga sebagai hukum inersia. Hukum ini menyatakan bahwa sebuah benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus dengan kecepatan tetap jika gaya eksternal yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. 

Artinya, benda cenderung mempertahankan keadaan gerak, apakah diam atau bergerak dengan kecepatan konstan, kecuali ada gaya yang mengubah mereka.

2. Hukum Newton Kedua (Hukum Percepatan)

Hukum kedua Newton menjelaskan hubungan antara gaya yang bekerja pada sebuah benda, massa benda tersebut, dan percepatannya. 

Secara matematis, hukum ini dapat dirumuskan sebagai F = ma, di mana F adalah gaya yang bekerja pada benda, m adalah massa benda, dan a adalah percepatan yang dihasilkan. 

Hukum kedua ini menyatakan bahwa percepatan dari suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massa benda itu sendiri.

3. Hukum Newton Ketiga (Hukum Aksi-Reaksi)

Hukum ketiga Newton dikenal sebagai hukum aksi-reaksi. Hukum ini menyatakan bahwa setiap tindakan memiliki reaksi yang sebanding dan berlawanan. 

Dalam konteks pergerakan benda, hukum ini menjelaskan bahwa jika benda A memberikan gaya pada benda B, maka benda B akan memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah pada benda A.

Bunyi Hukum Newton

Masing-masing hukum Newton memiliki bunyi yang menggambarkan prinsip-prinsip dasarnya:

1. Bunyi Hukum Newton Pertama (Hukum Inersia)

“Hukum Newton pertama menyatakan bahwa sebuah benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus dengan kecepatan tetap jika gaya eksternal yang bekerja pada benda tersebut adalah nol.”

2. Bunyi Hukum Newton Kedua (Hukum Percepatan)

“Hukum Newton kedua menyatakan bahwa percepatan suatu benda sebanding dengan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Secara matematis, rumus hukum ini dapat dituliskan sebagai F = ma.”

3. Bunyi Hukum Newton Ketiga (Hukum Aksi-Reaksi)

“Hukum ketiga Newton menyatakan bahwa untuk setiap aksi ada reaksi yang sama dan berlawanan arah. Dalam konteks pergerakan benda, hukum ini menjelaskan bahwa setiap gaya yang diberikan pada sebuah benda akan diimbangi dengan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah.”

Rumus Hukum Newton

Berikut ini adalah rumus-rumus dari ketiga Hukum Newton:

1. Rumus Hukum Newton Pertama (Hukum Inersia)

∑F= 0

Keterangan:

∑F: resultan gaya pada suatu benda (N)

2. Rumus Hukum Newton Kedua (Hukum Percepatan)

F= m.a

F= gaya yang bekerja pada benda (N)

m= massa benda yang diberi gaya (kg)

a= percepatan suatu benda yang mendapat gaya ( m/s2 )

Jika terdapat lebih dari satu gaya yang bekerja ditulis :

∑F= ∑ m.a

3. Rumus Hukum Newton Ketiga (Hukum Aksi-Reaksi)

∑ Faksi = -∑Freaksi

Contoh soal dan Pembahasannya

Berikut adalah contoh soal atau kasus dalam kehidupan sehari-hari dari penenrapan Hukum Newton I, II, & III:

Hukum Newton I (Hukum Inersia)

Contoh soal:

Sebuah kursi mengalami gaya tarik F1 = 20 N ke kiri dan gaya F2 ke kanan. Jika benda tetap diam berapa besar F2?

Jawaban:

Karena benda tetap tidak bergerak, sesuai dengan Hukum I Newton

∑F= 0

F1-F2= 0

F1= F2= 20 N

Hukum newton II (Hukum Percepatan)

Contoh Soal 1:

Sebuah mobil dengan massa 1200 kg mengalami percepatan sebesar 4 m/s². Berapa besar gaya yang bekerja pada mobil?

Pembahasan:

Dalam kasus ini, kita diminta untuk mencari besar gaya (F) yang bekerja pada mobil ketika diketahui massa mobil (m) dan percepatannya (a). Kita dapat menggunakan rumus Hukum Newton Kedua (F = ma) untuk mencari jawabannya.

Diketahui:

m (massa mobil) = 1200 kg

a (percepatan) = 4 m/s²

Rumus Hukum Newton Kedua:

F = ma

Substitusikan nilai yang diketahui ke dalam rumus:

F = 1200 kg x 4 m/s²

Hasilnya:

F = 4800 N

Jawaban: Besar gaya yang bekerja pada mobil adalah 4800 Newton.

Contoh Soal 2:

Sebuah objek dengan massa 2 kg diberikan gaya 10 N. Berapa percepatan objek tersebut?

Pembahasan:

Dalam contoh ini, kita diminta untuk mencari percepatan (a) dari objek ketika diketahui besarnya gaya (F) yang bekerja pada objek dan massa objek (m). Kita dapat menggunakan rumus Hukum Newton Kedua (F = ma) untuk mencari jawabannya.

Diketahui:

F (gaya) = 10 N

m (massa objek) = 2 kg

Rumus Hukum Newton Kedua:

F = ma

Substitusikan nilai yang diketahui ke dalam rumus:

10 N = 2 kg x a

Sekarang kita akan mencari nilai a dengan membagi kedua sisi persamaan dengan massa (m):

10 N / 2 kg = a

Hasilnya:

a = 5 m/s²

Jawaban: Percepatan objek tersebut adalah 5 m/s².

Pembahasan:

Dalam kasus ini, gaya sebesar 10 N diberikan pada objek dengan massa 2 kg. Berdasarkan Hukum Newton Kedua, gaya (F) sebanding dengan percepatan (a) dan massa (m). Dalam rumus F = ma, kita mencari nilai a. 

Dengan substitusi nilai yang diketahui ke dalam rumus, kita mendapatkan persamaan 10 N = 2 kg x a. Dengan membagi kedua sisi persamaan dengan massa (m), kita dapat mencari nilai percepatan a = 5 m/s². 

Ini berarti bahwa objek tersebut akan mengalami percepatan sebesar 5 m/s² ketika diberikan gaya sebesar 10 N.

Hukum Newton III (Hukum Aksi-Reaksi)

Contoh kasus:

Seorang pemain sepak bola menendang bola dengan kekuatan tertentu. Jelaskan prinsip Hukum Newton Ketiga yang terjadi dalam situasi ini.

Pembahasan:

Hukum ketiga Newton menyatakan bahwa untuk setiap tindakan ada reaksi yang sama dan berlawanan. Dalam kasus ini, ketika seorang penendang sepak bola menendang bola dengan kekuatan tertentu, ada aksi dan reaksi yang terjadi sesuai dengan hukum ini.

Ketika pemain sepak bola menendang bola, kaki penendang memberikan gaya pada bola (aksi). Sebagai reaksi terhadap gaya itu, bola memberikan gaya yang sama tetapi berlawanan arah pada kaki penendang (reaksi).

Hal ini menghasilkan percepatan bola ke depan karena gaya penendang sepak bola yang diberikan pada bola. Pada saat yang sama, kaki penendang juga merasakan reaksi balik dari bola yang memberikan gaya ke belakang.

Dengan demikian, prinsip Hukum Newton Ketiga terjadi dalam situasi ini, di mana aksi penendang sepak bola pada bola diimbangi oleh reaksi bola yang memberikan gaya yang sama tetapi berlawanan arah pada penendang.

Catatan:

Penting untuk dicatat bahwa dalam setiap interaksi aksi-reaksi, gaya yang diberikan tidak hanya pada satu objek. Aksi dan reaksi terjadi pada dua objek yang berbeda, dan gaya yang diberikan memiliki besar yang sama tetapi arah yang berlawanan pada masing-masing objek tersebut.

Apakah Kamu Sering Mengalami ‘Hukum Newton’ dalam Kehidupan Sehari-hari?

Hukum Newton menjadi dasar penting dalam memahami pergerakan benda-benda di alam semesta. Sejarahnya yang terkenal dan pengaruhnya yang luas telah membuatnya menjadi salah satu konsep paling fundamental dalam fisika klasik. 

Ketiga hukum Newton, yaitu hukum inersia, hukum percepatan, dan hukum aksi-reaksi, saling melengkapi dan membantu menjelaskan fenomena pergerakan benda. 

Memahami dan menerapkan hukum-hukum ini adalah langkah penting dalam mempelajari sains dan mengembangkan pengetahuan kita tentang alam semesta yang luas ini.