Aplikasi Hukum Newton dalam Kehidupan Se (3)

Aplikasi Hukum Newton dalam Kehidupan Sehari-hari

Tentunya banyak dari teman-teman yang sudah tau mengenai hukum Newton. Nah, kali

ini saya bakal nge-share penerapan Hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari.

Semoga bermanfaat ^^

APLIKASI HUKUM I NEWTON DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI:

1.

Pena yang berada di atas kertas di meja akan tetap disana ketika kertas

ditarik secara cepat.

2.

Ketika kita berdiri dalam bus yang sedang melaju kencang, tiba-tiba bus

direm, para penumpang akan terdorong ke depan.

3.

Demikian juga saat tiba-tiba bus dipercepat (di gas), para penumpang

terlempar ke belakang. Karena tubuh penumpang sedang mempertahankan posisi

diamnya.

4.

Ayunan bandul sederhana. Bandul jika tanpa gaya dari luar akan tetap

bergerak , dgn percepatan nol.

5.

Pada lift diam atau bergerak dengan kecepatan tetap, maka percepatannya

nol. Oleh karena itu, berlaku keseimbangan gaya (hukum I Newton).

6.

Saat kita salah memasang taplak padahal makanan sudah di taruh di

atasnya. Tenang, ketika kita tarik taplak tersebut lurus dan cepat, makanan tidak

akan bergeser

.

7.

Benda diam yang ditaruh di meja tidak akan jatuh kecuali ada gaya luar yang

bekerja pada benda itu.

8.

Pemakaian roda gila pada mesin mobil.

9.

Bola Tolak peluru : akan diam jika tidak diberikan gaya dari luar.

Dalam tolak

peluru, sifat kekekalan sebuah benda terdapat pada peluru itu sendiri. Pada saat peluru

dilempar, peluru akan terus bergerak secara beraturan setelah itu akan jatuh dan

berhenti, titik dimana peluru itu akan berhenti, dan akan terus diam jika tidak digerakkan.

10.

Pada saat Dribbling : bola akan terus bergerak beraturan, dan berhenti jika

bola di pegang kedua tangan.

11.

Seseorang yang turun dari sebuah bis yang masih melaju akan terjerembab

mengikuti arah gerak bis.

12.

Kardus yang berada diatas mobil akan terlempar ketika mobil tiba-tiba

membelok.

APLIKASI HUKUM II NEWTON DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI:

1.

Benda yang melaju jika melakukan percepatan akan dirinya maka gaya akan

bertambah besar.

2.

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.

5.

Menggeser barang pada bidang miring.

6.

Berat badan kita ( W= m g ).

7.

Saat melakukan lemparan tolak peluru : bola akan lebih jauh dan cepat jika

diberikan lemparan yang kuat begitu sebaliknya.

8.

Pada saat berlari : Menambah gaya kecepatan agar menghasilkan

percepatan yang maksimal. Semakin besar gaya yang dikeluarkan oleh seorang

atlit, maka akan semakin besar percepatannya.

9.

Mobil yang mogok akan lebih mudah didorong oleh dua orang,dibandingkan

diorong oleh satu orang.

10.

Jika terjadi tabrakan antara sebuah mobil dengan kereta api, biasanya mobil

akan terseret puluhan bahkan ratusan meter dari lokasi tabrakan sebelum akhirnya

berhenti. Terseretnya mobil menunjukkan terjadinya perubahan kecepatan pada

mobil, karena massa mobil jauh lebih kecil dari pada massa kereta api, maka

dengan gaya yang sama mobil medapan percepatan yang sangat besar, sedangkan

kereta api tidak mengalami percepatan.

11.

Pada saat shooting : cepat dan lambat pergerakan bola basket

mempengaruhi jarak bola. Saat melakukan shooting, seorang atlet harus

menentukan kekuatan gaya yang dibutuhkan untuk memasukkan sebuah bola

ke dalam ring, tergantung jarak antara atlet dan ring.

APLIKASI HUKUM III NEWTON 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 menekan ujung meja dengan tangan, tangan kita mengerjakan gaya

pada meja

(aksi)

. Dan sebaliknya ujung meja pun menekan tangan

kita

(reaksi)

.

3.

Ketika kaki pelari menolak papan start ke belakang

(aksi)

, papan start

mendorong pelari ke depan

(reaksi)

sehingga pelari dapat melaju ke depan.

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 kita berjalan di atas tanah, telapak kaki kita mendorong tanah ke

belakang. Sebagai reaksi, tanah mendorong kaki kita ke depan sehingga kita

dapat berjalan.

6.

Ketika kita menembak, senapan mendorong peluru ke depan

(aksi)

. Sebagai

reaksi, peluru pun mendorong senapan ke belakang.

7.

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.

8.

Ketika seseorang membenturkan kepalanya ke tiang

(aksi)

, dia akan merasa

sakit karena tiang memberikan gaya pada dia

(reaksi)

.

10.

Ketika peluncuran roket, roket mendorong asap ke belakang

(aksi)

. Reaksi :

asap mendorong roket ke atas.

11.

Ketika mobil berjalan, ban mobil berputar ke belakang(aksi). Reaksi : mobil

bergerak ke depan.

12.

Ketika Anda duduk di kursi Anda, tubuh Anda memberikan gaya ke bawah

pada kursi dan kursi mengerahkan gaya ke atas pada tubuh Anda.

13.

Seekor ikan menggunakan sirip untuk mendorong air ke belakang. Karena

hasil dari kekuatan interaksi timbal balik, air juga harus mendorong ikan ke

depan, mendorong ikan melalui air.

14.

Seekor burung terbang dengan menggunakan sayapnya. Sayap burung

mendorong ke bawah udara. Karena hasil dari kekuatan interaksi timbal balik,

udara juga harus mendorong ke atas burung. Aksi-reaksi pasangan kekuatan

memungkinkan burung untuk terbang.

15.

Ketika kita meniup balon sampai mengembang, dan kemudian

melepaskannya. Ketika mulut balon dilepaskan, balon mendorong udara

keluar. Pada saat yang sama, udara juga mendorong balon. Gaya dorong

udara menyebabkan balon terbang.

16.

Ketika melakukan percobaan dengan menaiki perahu dan melemparkan

sesuatu, entah batu atau benda lain ke luar dari perahu. Ini dilakukan ketika

perahu sedang diam. Maka perahu akan bergerak ke belakang jika anda

melempar ke depan, dan sebaliknya.

17.

Ketika ikan gurita bergerak ke depan dengan menyemprotkan air ke

belakang (gaya aksi); air yang disemprotkan tersebut mendorong ikan gurita

ke depan (gaya reaksi), sehingga ikan gurita bisa berenang bebas di dalam

air laut.

18.

Peristiwa gaya magnet.

19.

Adanya gaya gravitasi.

20.

Gaya listrik.

21.

Pantulan bola basket saat dribbling : Saat bola didribbling, pasti

memanfaatkan lantai sebagai tempat untuk memantulkan bola tersebut ke

atas.

22.

Sebuah lokomotif menarik gerbong, gaya diberikan lokomotif kepada

gerbong.

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 Newton I

“Benda akan selalu bergerak dalam kecepatan konstan atau diam jika jumlah gaya yang bekerja padanya sama dengan nol”. Pernyataan tersebut dapat ditulis dengan notasi matematis (F dalam bentuk vektor). Contohnya adalah pada sebuah perlombaan tarik tambang yang pesertanya sama-sama kuat akan terlihat bahwa peserta tersebut diam di tempat

Hukum Newton II

Hukum ini secara umum menjelaskan bahwa gaya adalah perubahan momentum terhadap waktu, tetapi secara sederhananya menjelaskan mengenai hubungan gaya dengan inersia benda (massa) dan percepatannya yang secara matematis

ditulis (dengan F dan a dalam bentuk vektor). Semakin besar gayanya semakin besar percepatannya sehingga sebuah benda yang diberi gaya secara konstan akan bergerak semakin cepat.

Hukum Newton III

Hukum ini menjelaskan mengenai gaya aksi-reaksi. Ketika gaya dikenakan gaya maka akan ada gaya balik akibat gaya tersebut yang disebut gaya reaksi. Contoh gaya reaksi adalah gaya normal (kontak), gaya gesek, gaya pegas dan gaya tegang tali.

Dalam analisis gaya hal yang perlu dilakukan adalah:

1. Menggambar Diagram Benda Bebas.

2. Menentukan arah-arah gaya (gaya luar dan gaya aksi reaksi).

4. Tinjau keadaan benda dari sisi energi, momentum, kinematia, dan sebagainya jika diperlukan.

5. Selesaikan secara matematis.

Hukum gerak Newton

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Hukum Newton pertama dan kedua, dalam bahasa Latin, dari edisi asli journal Principia Mathematica tahun

1687.

Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini

menggambarkan hubungan antara gayayang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Hukum ini telah dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama hampir 3 abad,[1] _{dan dapat dirangkum sebagai berikut:}

1. Hukum Pertama: setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali ada gaya

yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut.[2][3][4] _{Berarti jika resultan}

gaya nol, maka pusat massa dari suatu benda tetap diam, atau bergerak

dengan kecepatankonstan (tidak mengalami percepatan). Hal ini berlaku jika dilihat dari kerangka acuan inersial.

2. Hukum Kedua: sebuah benda dengan massa M mengalami gaya resultan sebesar F

diartikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama

dengan turunan dari momentum linear benda tersebut terhadap waktu.

3. Hukum Ketiga: gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan

arah terbalik, dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar –F kepada benda A. F dan –F memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagaiaksi dan –F adalah reaksinya.

Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687.[5] _Newton

menggunakan karyanya untuk menjelaskan dan meniliti gerak dari bermacam-macam benda fisik maupun sistem.[6] _{Contohnya dalam jilid tiga dari naskah tersebut, Newton menunjukkan}

bahwa dengan menggabungkan antara hukum gerak dengan hukum gravitasi umum, ia dapat menjelaskan hukum pergerakan planet milik Kepler.

Hukum Newton diterapkan pada benda yang dianggap sebagai partikel,[7] _{dalam evaluasi}

pergerakan misalnya, panjang benda tidak dihiraukan, karena obyek yang dihitung dapat dianggap kecil, relatif terhadap jarak yang ditempuh. Perubahan bentuk (deformasi) dan rotasi dari suatu obyek juga tidak diperhitungkan dalam analisisnya. Maka sebuah planet dapat dianggap sebagai suatu titik atau partikel untuk dianalisa gerakan orbitnya mengelilingi sebuah bintang.

Dalam bentuk aslinya, hukum gerak Newton tidaklah cukup untuk menghitung gerakan dari obyek yang bisa berubah bentuk (benda tidak padat). Leonard Euler pada tahun 1750 memperkenalkan generalisasi hukum gerak Newton untuk benda padat yang disebut hukum gerak Euler, yang dalam perkembangannya juga dapat digunakan untuk benda tidak padat. Jika setiap benda dapat direpresentasikan sebagai sekumpulan partikel-partikel yang berbeda, dan tiap-tiap partikel mengikuti hukum gerak Newton, maka hukum-hukum Euler dapat diturunkan dari hukum-hukum Newton. Hukum Euler dapat dianggap sebagai aksioma dalam menjelaskan gerakan dari benda yang memiliki dimensi.[8]

Ketika kecepatan mendekati kecepatan cahaya, efek dari relativitas khusus harus diperhitungkan. [9]

Hukum pertama Newton

[

sunting

|

sunting sumber

]

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.[11]

Hukum ini menyatakan bahwa jika resultan gaya (jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda) bernilai nol, maka kecepatanbenda tersebut konstan. Dirumuskan secara

matematis menjadi:

Artinya :

 Sebuah benda yang sedang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.

 Sebuah benda yang sedang bergerak, tidak akan berubah kecepatannya kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.

Hukum pertama newton adalah penjelasan kembali dari hukum inersia yang sudah pernah dideskripsikan oleh Galileo. Dalam bukunya Newton memberikan penghargaan

Hukum kedua Newton

[

sunting

|

sunting sumber

]

Walter Lewin menjelaskan hukum dua Newton dengan menggunakan gravitasi sebagai contohnya.(MIT OCW)

[12]

Hukum kedua menyatakan bahwa total gaya pada sebuah partikel sama dengan banyaknya perubahan momentum linierp terhadap waktu :

Karena hukumnya hanya berlaku untuk sistem dengan massa konstan,[13][14][15] _variabel

massa (sebuah konstan) dapat dikeluarkan dari operator diferensial dengan menggunakan aturan diferensiasi. Maka,

Dengan F adalah total gaya yang bekerja, m adalah massa benda, dan a adalah percepatan benda. Maka total gaya yang bekerja pada suatu benda menghasilkan percepatan yang berbanding lurus.

Massa yang bertambah atau berkurang dari suatu sistem akan mengakibatkan perubahan dalam momentum. Perubahan momentum ini bukanlah akibat dari gaya. Untuk menghitung sistem dengan massa yang bisa berubah-ubah, diperlukan persamaan yang berbeda.

Hukum kedua ini perlu perubahan jika relativitas khusus diperhitungkan, karena dalam kecepatan sangat tinggi hasil kali massa dengan kecepatan tidak mendekati momentum sebenarnya.

Impuls

[

sunting

|

sunting sumber

]

ImpulsJ muncul ketika sebuah gaya F bekerja pada suatu interval waktu Δt, dan dirumuskan sebagai[16][17]

Impuls adalah suatu konsep yang digunakan untuk menganalisis tumbukan.[18]

Sistem dengan massa berubah

[

sunting

|

sunting sumber

]

Sistem dengan massa berubah, seperti roket yang bahan bakarnya digunakan dan mengeluarkan gas sisa, tidak termasduk dalam sistem tertutup dan tidak dapat dihitung dengan hanya mengubah massa menjadi sebuah fungsi dari waktu di hukum kedua.[14] _{Alasannya, seperti yang tertulis dalam An Introduction}

to Mechanics karya Kleppner dan Kolenkow, adalah bahwa hukum kedua

Newton berlaku terhadap partikel-partikel secara mendasar.[15] _{Pada mekanika}

klasik, partikel memiliki massa yang konstant. Dalam kasus partikel-partikel dalam suatu sistem yang terdefinisikan dengan jelas, hukum Newton dapat digunakan dengan menjumlahkan semua partikel dalam sistem:

dengan Ftotal adalah total gaya yang bekerja pada sistem, M adalah total

massa dari sistem, dan apm adalah percepatan dari pusat massa sistem.

Sistem dengan massa yang berubah-ubah seperti roket atau ember yang berlubang biasanya tidak dapat dihitung seperti sistem partikel, maka hukum kedua Newton tidak dapat digunakan langsung. Persamaan baru digunakan untuk menyelesaikan soal seperti itu dengan cara menata ulang hukum kedua dan menghitung momentum yang dibawa oleh massa yang masuk atau keluar dari sistem:[13]

Sejarah

[

sunting

|

sunting sumber

]

Hukum kedua Newton dalam bahasa aslinya (latin) berbunyi:

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

Diterjmahkan dengan cukup tepat oleh Motte pada tahun 1729 menjadi:

Law II: The alteration of motion is ever proportional to the motive force impress'd; and is made in the direction of the right line in which that force is impress'd.

Yang dalam Bahasa Indonesia berarti:

Hukum Kedua: Perubahan dari gerak selalu berbanding lurus terhadap gaya yang dihasilkan / bekerja, dan memiliki arah yang sama dengan garis normal dari titik singgung gaya dan benda.

Hukum ketiga Newton

[

sunting

|

sunting sumber

]

Hukum Ketiga Newton. Para pemain sepatu luncur es memberikan gaya pada

satu sama-lain dengan besar yang sama tapi berlawanan arah.

“

Lex III: Actioni contrariam semper et æqualem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse æquales et in partes contrarias

dirigi.

”

“

Hukum ketiga : Untuk setiap aksi selalu ada reaksi

yang sama besar dan berlawanan arah: atau gaya dari dua benda pada satu sama lain selalu sama

besar dan berlawanan arah.

”

Benda apapun yang menekan atau menarik benda lain mengalami tekanan atau tarikan yang sama dari benda yang ditekan atau ditarik. Kalau anda menekan sebuah batu dengan jari anda, jari anda juga ditekan oleh batu. Jika seekor kuda menarik sebuah batu dengan menggunakan tali, maka kuda tersebut juga "tertarik" ke arah batu: untuk tali yang digunakan, juga akan menarik sang kuda ke arah batu sebesar ia menarik sang batu ke arah kuda.

Hukum ketiga ini menjelaskan bahwa semua gaya

adalah interaksi antara benda-benda yang berbeda,[20] _{maka tidak}

ada gaya yang bekerja hanya pada satu benda. Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B, benda B secara

bersamaan akan mengerjakan gaya dengan besar yang sama pada benda A dan kedua gaya segaris. Seperti yang ditunjukan di diagram, para peluncur es (Ice skater) memberikan gaya satu sama lain dengan besar yang sama, tapi arah yang berlawanan.

Walaupun gaya yang diberikan sama, percepatan yang terjadi tidak sama. Peluncur yang massanya lebih kecil akan mendapat

percepatan yang lebih besar karena hukum kedua Newton. Dua gaya yang bekerja pada hukum ketiga ini adalah gaya yang bertipe sama. Misalnya antara roda dengan jalan sama-sama memberikan gaya gesek.

Secara matematis, hukum ketiga ini berupa persamaan vektor satu dimensi, yang bisa dituliskan sebagai berikut. Asumsikan benda A dan benda B memberikan gaya terhadap satu sama lain.

Dengan

Fa,b adalah gaya-gaya yang bekerja pada A oleh B, dan

Fb,a adalah gaya-gaya yang bekerja pada B oleh A.

Newton menggunakan hukum ketiga untuk

menurunkan hukum kekekalan momentum,[21] _namun

dengan pengamatan yang lebih dalam, kekekalan momentum adalah ide yang lebih mendasar

(diturunkan melalui teorema Noether dari relativitas Galileo dibandingkan hukum ketiga, dan tetap berlaku pada kasus yang membuat hukum ketiga newton seakan-akan tidak berlaku. Misalnya ketika medan gaya memiliki momentum, dan dalam mekanika kuantum.

Pentingnya hukum Newton dan

jangkauan

validitasnya

[

sunting

|

sunting sumber

]

Hukum-hukum Newton sudah diverifikasi dengan eksperimen dan pengamatan selama lebih dari 200 tahun, dan hukum-hukum ini adalah pendekatan yang sangat baik untuk perhitungan dalam skala dan kecepatan yang dialami oleh manusia sehari-hari. Hukum gerak Newton dan hukum gravitasi

umum dan kalkulus, (untuk pertama kalinya) dapat memfasilitasi penjelasan kuantitatif tentang berbagai fenomena-fenomena fisis.

atau medan gravitasi yang sangat kuat. Maka hukum-hukum ini tidak dapat digunakan untuk menjelaskan fenomena-fenomena seperti konduksi listrik pada sebuah semikonduktor, sifat-sifat optik dari sebuah bahan, kesalahan padaGPS sistem yang tidak diperbaiki secara relativistik, dan superkonduktivitas. Penjelasan dari fenomena-fenomena ini membutuhkan teori fisika yang lebih kompleks, termasukrelativitas umum dan teori medan kuantum.

Dalam mekanika kuantum konsep seperti gaya, momentum, dan posisi didefinsikan oleh operator-operator linier yang beroperasi dalam kondisi kuantum, pada kecepatan yang jauh lebih rendah dari kecepatan cahaya, hukum-hukum Newton sama tepatnya dengan operator-operator ini bekerja pada benda-benda klasik. Pada kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya, hukum kedua tetap berlaku seperti bentuk

aslinya F = dpdt, yang menjelaskan bahwa gaya adalah turunan dari momentum suatu benda terhadap waktu, namun beberapa versi terbaru dari hukum kedua tidak berlaku pada kecepatan relativistik.

Hubungan dengan hukum

kekekalan

[

sunting

|

sunting sumber

]

Di fisika modern, hukum

kekekalan dari momentum, energi, dan momentum sudut berlaku lebih umum daripada hukum-hukum Newton, karena mereka berlaku pada cahaya maupun materi, dan juga pada fisika klasik maupun fisika non-klasik.

Secara sederhana, "Momen, energi, dan momentum angular tidak dapat diciptakan atau dihilangkan."

Karena gaya adalah turunan dari momen, dalam teori-teori dasar (seperti mekanika kuantum, elektrodinamika kuantum, relativitas umum, dsb.), konsep gaya tidak penting dan berada dibawah kekekalan momentum.

Model standar dapat menjelaskan secara terperinci bagaimana tiga gaya-gaya fundamental yang dikenal sebagai gaya-gaya gauge, berasal dari

seperti gravitasi dan tekanan degenerasi fermionic juga muncul dari kekekalan momentum. Kekekalan dari 4-momentum dalam gerak inersia melalui ruang-waktu terkurva menghasilkan yang kita sebut sebagai gaya gravitasi dalam teori relativitas umum.