Hukum Gerak Newton

Memperhatikan gerak benda beserta penyebab benda tersebut bergerak secara lengkap dipelajari oleh cabang ilmu fisika yang disebut dinamika gerak. Khusus untuk dinamika gerak ini, hukum fisika yang melekat pada kajian ini adalah hukum gerak Newton. Hukum gerak Newton terbagi dalam tiga bagian yaitu Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan Hukum III Newton. Hukum pertama sering disebut sebagai hukum kelembaman atau inersia, hukum kedua membicarakan hubungan gaya dan percepatan, dan hukum ketiga menjelaskan tenatng gaya Aksi-Rekasi. Sangat menarik ketika membicarakan pokok bahasan ini karena pada akhirnya banyak permasalahan fisika yang menantang untuk diselesaikan. Kekeuatan analisis dan pemahaman konsep dalam pokok bahasan ini menjadi kunci utama dalam menyelesaikan setiap permasalahan.


Hukum I Newton
Sudah disebutkan di atas bahwa hukum I Newton sering disebut sebagai hukum kelembaman (inersia). Kelembaman suatu benda dimaknai sebagai sifat suatu benda untuk mempertahankan keadaan awalnya. Sebagai contoh benda yang sedang diam akan terus mempertahankan keadaan diam, sebaliknya benda yang bergerak akan cenderung mempertahankan keadaan geraknya. Dalam bentuk matematik hukum I Newton dinyatakan sebagai berikut:

Persamaan di atas mempunyai dua keadaan untuk benda yaitu keadaan diam atau bergerak lurus beraturan. Ini menunjukkan bahwa total gaya (F) pada benda harus sama dengan nol. Hal tersebut menunjukkan bahwa percepatan benda bernilai nol.

Hukum II Newton
Hukum kedua menjelaskan bagaimana hubungan gaya dengan percepatan. Ketika resultan gaya yang bekerja pada benda tidak sama dengan nol, benda akan memiliki percepatan. Besar resultan gaya ini akan sebanding dengan percepatan benda. Semakin besar nilai resultan gaya semakin besar pula nilai percepatan benda tersebut. Dalam ungkapan matematik dituliskan sebagai berikut:

Dimana m menunjukkan massa benda (kg), a menunjukkan percepatan benda (m/s/s) dan F menunjukka gaya yang bekerja (N). Dalam kaitannya dengan permasalahan fisika, karena benda memiliki percepatan, benda tersebut bergerak lurus berubah beraturan. Sehingga permasalahan sering kali dikaitkan dengan kinematika gerak untuk menentukan besaran-besaran kinematika seperti jarak, kecepatan, dan waktu. 

Kaji-1: Sebuah benda diatas permukaan licin ditarik dengan gaya 10N dan benda tersebut mempunyai massa 5 kg. Jika keadaan awal benda diam, tentukanlah jarak yang ditempuh benda pada detik ke lima!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Percepatan benda akibat gaya 10N adalah


Jarak yang ditempuh benda dalam detik kelima dapat dihitung menggunakan GLBB.

Latih-1: Sebuah benda diatas permukaan licin ditarik dengan gaya 20N dan benda tersebut mempunyai massa 5 kg. Jika keadaan awal benda diam, tentukanlah jarak yang ditempuh benda pada detik ke sepuluh!

Kaji-2: Sebuah benda berada pada lantai licin dan bergerak dengan kecepatan konstan 20 m/s. Kemudian benda memasuki bidang kasar sehingga mendapatkan gaya gesek kinetik 10N. Jika massa benda 10 kg, tentukanlah pada jarak berapa benda tersebut akan berhenti!

Jawab:
Besaran yang diketahui.



Perlambatan yang dialami benda ketika memasuki bidang datar adalah


Jarak yang ditempuh benda sampai keadaan berhenti akibat perlambatan oleh gaya gesek adalah

Latih-2: Sebuah benda berada pada lantai licin dan bergerak dengan kecepatan konstan 10 m/s. Kemudian benda memasuki bidang kasar sehingga mendapatkan gaya gesek kinetik 10N. Jika massa benda 5 kg, tentukanlah pada jarak berapa benda tersebut akan berhenti!

Hukum III Newton
Hukum III Newton sering disebut juga sebagai hukum Aksi-Reaksi. Aksi-rekasi merupakan pasangan gaya yang bekerja pada benda yang berbeda. Besar kedua gaya ini selalu sama besar dan mempunyai arah yang berlawanan dan kedua gaya segaris kerja. Konsep Aksi-Reaksi yang sering dilupakan oleh para siswa adalah gaya ini bekerja pada benda yang berbeda. Dalam bentuk matematik, kedua gaya dituliskan sebagai berikut:

Sebagai contoh yang sering keliru adalah gaya Berat dengan Gaya Normal yang bekerja pada benda yang diam pada bidang datar adalah aksi-reaksi. Padahal hal tersebut keliru, kedua gaya tersebut bukan aksi-reaksi karena bekerja pada benda yang sama.