Hukum Newton 1,2,3 : Bunyi, Rumus, Penerapan, dan Contoh Soalnya

Sobat Pijar pasti tahu Isaac Newton, yang nemuin hukum gravitasi, kan? Dia adalah salah satu ilmuwan terkenal yang punya banyak kontribusi di bidang fisika, lho! Selain menemukan hukum gravitasi, Isaac Newton juga bikin banyak teori-teori penting di bidang fisika, misalnya dinamika gerak.

Intinya, hukum-hukum Newton itu ngasih gambaran tentang hubungan antara gaya, massa, dan percepatan. Dengan ngerti hukum-hukum itu, Sobat Pijar bisa memprediksi dan memahami gerakan benda, serta interaksi antar benda. Agar lebih paham lagi, langsung aja simak ulasan berikut yuk, Sobat Pijar!

Hukum Newton 1

Hukum Newton 1 atau disebut juga Hukum Inersia yang menyatakan bahwa "setiap benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus dengan kecepatan konstan, kecuali jika dikenai gaya luar". Jadi hukum Newton yang pertama itu menjelaskan bahwa benda yang diam akan tetep diam dan benda yang bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama, kecuali ada gaya luar yang memberikan efek ke benda itu. Ini menunjukkan kalo benda punya sifat inersia yang cenderung mempertahankan keadaannya yang sudah ada.

Jadi, jika Sobat Pijar lihat benda yang diam atau gerak dengan kecepatan konstan, itu berarti tidak ada gaya yang mempengaruhi benda tersebut. Sebaliknya, jika Sobat Pijar lihat benda yang berubah kecepatan atau arah geraknya, itu berarti ada gaya luar yang mempengaruhi benda tersebut.

Bunyi Hukum Newton 1

“Jika suatu resultan gaya sebuah benda dengan komposisi yang diketahui sama dengan nol, maka untuk benda tersebut akan tetap dalam kondisi diam jika awal mulanya memang dalam keadaan diam. Akan tetap bergerak dengan suatu kecepatan konstan jika awal mulanya sedang dalam keadaan bergerak lurus beraturan”. 

Rumus Hukum Newton 1

Berikut adalah rumus Hukum Newton 1 atau yang lebih dikenal dengan Hukum Kelembaman

$ΣF = 0$ atau resultan gaya ($kg \space m/s^2$)

Penerapan Hukum Newton 1

Apa Sobat Pijar pernah menabrakkan bola dengan dinding atau mendorong meja yang berat? Kedua contoh tersebut merupakan penerapan Hukum Newton yang pertama, lho!

Ketika bola menabrak dinding, gaya gesekan antara bola dan dinding membuat bola kehilangan kecepatannya hingga berhenti. Sebelum menabrak, bola bergerak dengan kecepatan dan arah yang konstan karena tidak ada gaya luar yang mempengaruhi. Ini menunjukkan bahwa benda akan terus bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama sampai ada gaya luar yang mempengaruhinya.

Contoh lainnya adalah ketika kamu mendorong meja yang berat. Semakin berat meja, semakin sulit untuk mendorongnya karena sifat inersia meja yang cenderung mempertahankan keadaannya yang diam.

Namun, jika kita berhasil mendorong meja, meja akan terus bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama sampai ada gaya luar yang mempengaruhi. Ini menunjukkan kembali bahwa benda akan terus bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama sampai adanya gaya luar yang mempengaruhinya.

Dua contoh tersebut membuktikan bahwa Hukum Newton yang pertama dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari untuk memahami gerak benda dan interaksi antar benda. Keren, ya!

Hukum Newton 2

Sobat Pijar tahu tidak, hukum Newton yang kedua itu erat kaitannya dengan gerakan benda dan faktor-faktor yang berpengaruh, seperti massa dan gaya yang bekerja. Intinya, semakin besar gaya yang diberikan ke benda, semakin cepat juga benda tersebut bergerak. Tapi kalau massa bendanya semakin besar, makan akan semakin susah juga untuk menaikkan kecepatan.

Secara sederhana, jika gaya yang bekerja searah dengan arah gerakan benda, maka kecepatan benda akan bertambah. Namun jika gaya yang bekerja berlawanan dengan arah gerakan, maka kecepatannya akan berkurang atau malah berhenti.

Nah, ternyata besar atau kecilnya kecepatan benda yang bergerak juga mempengaruhi arah geraknya. Kalau hasil total gaya yang diterima benda bukan nol, artinya benda itu akan bergerak dengan percepatan tertentu. Intinya, benda yang bergerak pasti ada percepatannya deh!

Bunyi Hukum Newton 2

“Perubahan kecepatan pada suatu benda akan menimbulkan percepatan yang sebanding dengan resultan gaya atau jumlah gaya yang bekerja pada benda tersebut, dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

Rumus Hukum Newton 2

Berikut ini adalah rumus Hukum Newton 2 yaitu

$F = m \times a$

Keterangan:

F = gaya (N)

m = massa benda (kg)

a = percepatan ($m/s^2$)

Penerapan Hukum Newton 2

Contoh penerapan Hukum Newton 2 dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika kamu mendorong mobil yang mogok. Semakin keras kamu mendorong, maka semakin cepat mobil itu bergerak. Ini disebabkan oleh massa mobil yang besar membutuhkan gaya yang lebih besar lagi untuk membuat mobil itu bergerak sama cepatnya dengan benda yang lebih ringan.

Contoh lainnya adalah ketika Sobat Pijar melempar bola ke atas. Kamu bisa lihat bahwa bola akan naik sampai ketinggian tertentu, lalu jatuh ke bawah karena adanya gaya gravitasi yang menarik bola ke bumi. 

Jadi seperti itulah Hukum Newton 2 berpengaruh pada gerakan benda sehari-hari. Sobat Pijar bisa melihat bagaimana gaya yang bekerja pada suatu benda bisa mempengaruhi percepatan dan kecepatannya. Tentu saja jadi paham juga kalau massa benda punya peran penting dalam hal ini.

Hukum Newton 3

Hukum Newton 3 itu kayak teori balasan deh. Artinya, setiap kali ada benda yang memberikan gaya pada benda lain, maka benda yang menerima gaya akan balas memberikan gaya yang sama kuatnya, tapi arahnya berlawanan. Jadi intinya, tiap aksi akan dibalas dengan reaksi yang setara tapi berlawanan arahnya. 

Bunyi Hukum Newton 3

“Setiap tindakan akan menghasilkan reaksi, sehingga jika suatu benda memberikan gaya pada benda lain, benda yang menerima gaya akan memberikan gaya balik yang besarnya sama dengan gaya yang diterima dari benda pertama, tetapi arahnya akan berlawanan.”

Rumus Hukum Newton 3

Hukum Newton 3 diketahui dengan persamaan 

$F_{aksi} = F_{reaksi}$

Karena bentuk aksi dan reaksi bisa bervariasi, berikut adalah rumus Hukum Newton 3 yang dibagi menjadi tiga jenis:

Rumus untuk gaya gesek

$Fg = u \times N$

Keterangan:

Fg = gaya gesek (N)

u = koefisien gesekan

N = Gaya normal (N)

Rumus untuk gaya berat

$w = m \times g$

Keterangan:

w = gaya berat (N)

m = massa benda (kg)

g = gravotasi bumi ($m/s^2$)

Rumus untuk berat sejenis 

$s = p \times g$

Keterangan:

s = berat jenis ($N/m^3$)

p = massa jenis ($kg/m^3$)

g = berat benda (N)

Penerapan Hukum Newton 3

Sobat Pijar pernah berenang, tidak? Saat berenang, tangan kita mendorong air ke belakang. Karena dorongan tersebut, air balas mendorong kita ke depan sama besarnya seperti dorongan kita ke air.

Ternyata, Hukum Newton 3 juga bikin beda banget di dunia penerbangan. Misalnya, ketika pesawat terbang mengeluarkan gas dari mesinnya ke belakang. Pesawat terbang mengeluarkan gas dari mesin belakangnya, kemudian sebagai balasan, gas tersebut memberikan gaya ke arah berlawanan sehingga mendorong pesawat tersebut bisa terbang. 

Dari contoh-contoh di atas, tentunya Sobat Pijar sudah paham bahwa setiap tindakan yang terjadi pasti bakal ada reaksinya yang sama besarnya tapi ke arah yang berlawanan. 

Nah, sebelum kita lanjut ke contoh soal hukum newton, kita coba uji pemahaman kita tentang teori, rumus, dan penerapan hukum newton dulu, yuk. Klik banner di bawah ini untuk mengakses ribuan konten soal Pijar Belajar.

Contoh Soal Hukum Newton

Contoh Soal Hukum Newton 1 

Sebuah kotak bermassa 2 kg diletakkan di atas meja yang rata dan tidak bergerak. Berapakah gaya normal yang diberikan oleh meja pada kotak?

Diketahui:

Massa kotak = 2 kg

Gravitasi bumi = 9,8 $m/s^2$

Ditanya:

Gaya normal (N)

Jawaban:

Berat kotak dapat dihitung menggunakan rumus:

$w = m \times g$

Dengan W adalah berat benda, m adalah massa benda, dan g adalah percepatan gravitasi bumi. Dalam hal ini, berat kotak adalah:

$W= 2 \times 9,8 = 19,6 N$

Karena kotak tidak bergerak, berarti ΣF = 0. Maka, jumlah gaya pada sumbu vertikal harus sama dengan nol. Dalam hal ini, gaya normal adalah:

$F = F_{normal} + F_{gravity} = 0$

$F_{normal} = -F_{gravity}$

$F_{normal} = -19,6 N$

Sehingga, gaya normal yang diberikan oleh meja pada kotak adalah - 19,6 N.

Contoh Soal Hukum Newton 2

Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan 20 m/s. Saat rem ditekan, mobil berhenti dalam waktu 4 detik. Jika massa mobil adalah 1000 kg, berapa besar gaya gesek yang bekerja pada mobil saat direm?

Jawab:

Pertama-tama, kamu harus mencari percepatan mobil saat direm. 

Diketahui:

Kecepatan awal mobil $v_0 = 20 \space m/s$

Kecepatan akhir mobil $v = 0 \space m/s$

Waktu yang diperlukan $t = 4 \space s$

Maka,

Rumus percepatan adalah a = $\frac{(v - v_0)}{t}$

$a = \frac{(0 - 20)}{4}$

$a = 5 \space m/s^2$

Berikutnya, kamu dapat mencari gaya gesek yang bekerja pada mobil saat direm. Diketahui massa mobil:

$m = 1000 \space kg$

Rumus Hukum Newton 2 adalah 

$F = m \times a$

$F = 1000 \times -5 = -5000 N$

Jadi, besar gaya gesek yang bekerja pada mobil saat direm adalah - 5000 N.

Contoh Soal Hukum Newton 3

Sebuah roket dengan massa 1000 kg sedang diluncurkan ke angkasa. Saat roket mengeluarkan gas dari mesinnya dengan kecepatan 500 m/s, gaya yang dihasilkan sebesar 5000 N. Berapa besar gaya reaksi yang dihasilkan oleh roket?

Pertama-tama, kamu perlu menghitung percepatan roket yang dihasilkan oleh gas yang dikeluarkan dari mesinnya menggunakan Hukum Newton 2:

$F = m \times a$

$5000 \space N = 1000 \space kg \times a$

$a = 5 \space m/s^2$

Selanjutnya, kamu dapat menghitung gaya reaksi yang dihasilkan oleh roket menggunakan 

Hukum Newton 3:

$F_{aksi} = F_{reaksi}$

$F_{aksi} =$gaya yang dihasilkan oleh gas dari mesin roket = 5000 N

$F_{reaksi}$ = gaya reaksi yang dihasilkan oleh roket

$F_{reaksi} = m \times a$

$F_{reaksi} = 1000 \times -5$ [karena arah gaya reaksi berlawanan dengan arah gerak roket]

$F_{reaksi} = -5000 \space N$

Jadi, gaya reaksi yang dihasilkan oleh roket sebesar 5000 N, namun arahnya berlawanan dengan arah gerak roket.

________________________________

Tiga hukum Newton ini penting banget buat kamu agar bisa memahami ilmu fisika lainnya, lho! Jika ingin belajar materi fisika lain, Pijar Belajar bisa jadi teman belajar di ponselmu, nih. Cukup dengan mengunduh dan registrasi, kamu sudah bisa mengakses ratusan video pembelajaran sesuai dengan materi yang kamu pelajari di kelas. 

Yuk, download Pijar Belajar sekarang juga!