Menyelidiki sifat kelembaman suatu benda.
B. Alat dan Bahan
1. Meja 1 buah
2. Kertas 1 buah
3. Gelas plastik 1 buah
C. Langkah Kerja
1. Letakkan kertas di atas meja!
2. Letakkan gelas di atas kertas tersebut!
3. Tariklah kertas dengan cepat! Amati apa yang terjadi!
4. Lakukan langkah 1–2 kemudian tarik kertas secara perlahan-lahan! Amati apa yang terjadi!
5. Buatlah kesimpulan dari kegiatan di atas!
6. Sampaikan kesimpulan di depan kelas! Beri kesempatan pada kelompok lain untuk menanggapi!
7. Kembalikan alat dan bahan yang telah selesai kamu gunakan ke tempat semula! Secara matematis, hukum I Newton dapat dituliskan sebagai berikut.
6FG = 0 . . . (16.1)
Keterangan:
6FG: resultan gaya (N)
Sifat benda yang mempertahankan keadaan awalnya disebut kelembaman atau inersia. Sehingga hukum I Newton disebut juga hukum kelembaman. Kelembaman yang dimiliki suatu benda diam membuatnya sulit digerakkan. Akan tetapi jika benda tersebut bergerak maka kelembamannya akan menyebabkan benda terus bergerak lurus. Untuk melawan kelembaman benda diperlukan suatu gaya tertentu. Gaya yang diperlukan untuk melawan kelembaman sebanding dengan massa benda, karena semakin besar massa benda tersebut, kelembamannya juga semakin besar.
Untuk memahami hukum I Newton, lakukan kegiatan berikut! Setelah kamu memahami hukum I Newton melalui praktikum 1, coba kerjakan pelatihan di bawahnya!
Sebaiknya Tahu
Salah satu penerapan hukum I Newton adalah sabuk peng-aman dan kantong udara. Tanpa adanya gaya penahan dari sabuk pengaman atau kantong udara, kelembaman boneka uji tabrakan pada gambar di atas akan mem-bawanya menembus kaca depan mobil. (Dikutip seperlunya dengan perubahan dari Pustaka Sains Tersambung Internet: Energi, Gaya, dan Gerak. Pakar Raya. 2006)
Gambar 16.3 Sabuk pengaman dan kantong udara berfungsi menahan kelembaman
Rep. www
191 Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Hukum-Hukum Newton
C. Hukum II Newton
Kita telah mempelajari tentang resultan gaya pada bab sebelumnya. Masih ingatkah kamu apa yang dimaksud dengan resultan gaya? Perhatikan gambar 16.4 di samping! Pada gambar tampak 2 orang sedang men-dorong lemari. Resultan gaya yang bekerja pada lemari merupakan penjumlahan dari gaya yang diberikan oleh masing-masing orang. Resultan gaya yang dialami lemari lebih besar daripada gaya yang diberikan oleh masing-masing orang, sehingga lemari lebih mudah digeser. Jika lemari tersebut hanya didorong oleh salah satu
orang dengan gaya yang lebih kecil daripada resultan gaya kedua orang tersebut maka lemari akan lebih sulit digeser. Dengan demikian, semakin besar gaya yang bekerja pada benda, benda akan bergerak semakin cepat.
Perhatikan gambar 16.5 di samping! Jika kamu mendorong sebuah meja dengan gaya yang besarnya sama dengan besar gaya yang digunakan untuk menggeser lemari maka meja tersebut akan bergeser lebih cepat. Jadi, dapat kita simpulkan bahwa semakin kecil massa suatu benda, benda akan lebih cepat bergerak.
Peristiwa-peristiwa di atas sesuai dengan hukum II Newton yang berbunyi:
Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada benda berbanding lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Secara matematis, hukum II Newton dapat dirumuskan sebagai berikut.
6 G G F a = m 6F = m aG .G . . . (16.2) Keterangan: G a : percepatan benda (m/s2) m : massa benda (kg)
Gambar 16.4 Lemari akan lebih mudah digeser dengan gaya yang lebih besar
Gambar 16.5 Meja yang massanya lebih kecil lebih mudah digeser daripada lemari
Diskusi
Diskusikan dengan kelompokmu tentang peristiwa-peristiwa di sekitarmu yang sesuai dengan hukum I Newton! Tulis hasil diskusimu dan kumpulkan pada gurumu untuk didiskusikan bersama! Hukum II Newton (a) (b) Dok. Pen erbit Dok. Pen erbit D o k. P en erb it
192 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Hukum-Hukum Newton
Contoh Soal
Sebuah benda bermassa 10 kg bergerak dengan percepatan 2 m/s. Berapakah besar gaya yang diberikan pada benda?
Penyelesaian: Diketahui: m = 10 kg G a = 2 m/s Ditanyakan: G F = . . .? Jawab: G F= m · aK G F= 10 . 2 G F= 20 N
Jadi, gaya yang bekerja pada benda adalah 20 N.
Ketika kamu duduk di kelas VII, kamu telah mempelajari gerak lurus. Hukum II Newton juga dapat diterapkan pada gerak lurus, terutama gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Dalam GLBB berlaku persamaan berikut.
G v = vG 0 + aG . t s = vG 0 . t + 1 2 . G a . t2 . . . (16.3) G v = G v02 + 2 . G a . s
Untuk lebih memahami penerapan hukum II Newton pada GLBB, simaklah contoh soal berikut!
Contoh penerapan hukum II Newton adalah pada gerakan di dalam lift. Ketika kita berada di dalam lift yang sedang bergerak, gaya berat kita akan berubah sesuai pergerakan lift. Saat lift bergerak ke atas, kita akan merasakan gaya berat yang lebih besar dibandingkan saat lift dalam keadaan diam. Hal yang sebaliknya terjadi ketika lift yang kita tumpangi bergerak ke bawah. Saat lift bergerak ke bawah, kita akan merasakan gaya berat yang lebih kecil daripada saat lift dalam keadaan diam.
Cara penghitungan matematis dari hukum II Newton dapat kamu simak pada contoh soal berikut ini.
Contoh soal
Sebuah mobil bermassa 2.000 kg bergerak dengan kelajuan 16 m/s. Jika mobil tersebut direm dengan gaya 8.000 N, berapakah jarak yang ditempuh mobil mulai direm sampai berhenti? Penyelesaian: Diketahui: m = 2.000 kg G v0 = 16 m/s G vt = 0 m/s (karena berhenti)
193 Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Hukum-Hukum Newton
Kerja Mandiri 1
Kerjakan soal berikut dengan tepat! 1. Sebutkan bunyi hukum II Newton!
2. Sebutkan 3 contoh peristiwa sehari-hari yang melibatkan hukum II Newton!
3. Seorang anak mendorong balok yang massanya 5 kg dengan gaya 4,5 N. Berapakah percepatan balok tersebut?
6FG = -8.000 N Ditanyakan: s = . . .? Jawab:
Langkah 1
Menentukan perlambatan mobil, karena mobil mengalami pengereman maka percepatan bernilai negatif. 6FG= m . G a -8.000 = 2.000 . G a G a = -4 m/s Langkah 2
Menentukan jarak yang ditempuh selama perlambatan.
G v2 = vG 0 2 + 2 . G a . s 0 = 162 +2 . (-4) . s 0 = 256 – 8s 8s = 256 s = 32 m
Jadi, jarak yang ditempuh mobil dari mulai direm hingga berhenti adalah 32 m. Setelah kamu memahami materi dan contoh soal di atas, coba kerjakan soal-soal berikut!
D. Hukum III Newton
Mengapa ketika jari tangan kita menekan meja semakin kuat akan terasa sakit? Sebenarnya ketika kita menekan meja berarti kita memberikan gaya pada meja. Tangan kita akan merasa sakit sebab meja akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya tekan tangan kita, tetapi arahnya berlawanan. Jadi, jika kita perhatikan, gaya bukanlah sesuatu dalam benda tersebut tetapi merupakan interaksi antara dua benda.
Peristiwa di atas merupakan contoh dari hukum III Newton, yang dikenal