Pengertian Hukum 1 Newton, Contoh Soal, dan Aplikasinya No ratings yet.

Diposting pada

Pengertian Hukum 1 Newton, Contoh Soal Hukum ini, dan Aplikasi Hukum 1 Newton – Hukum Newton terbagi atas 3 yaitu hukum 1 Newton, hukum 2 Newton, dan hukum 3 Newton. Ingat bahwa penyebutan yang benar adalah “Hukum 1 Newton” bukan “Hukum Newton 1“.

Hukum 1 Newton juga terkadang sebagian buku menulis dengan Hukum I Newton

Baca:  Biografi Lengkap Fisikawan Sir Isaac Newton

Sejarah Singkat Hukum Newton

Filsuf Yunani Aristoteles mendominasi pemikiran ilmiah selama bertahun-tahun. Pandangannya tentang gerak diterima secara luas karena tampaknya mendukung apa yang orang amati di alam. Sebagai contoh, Aristoteles berpikir bahwa berat mempengaruhi benda yang jatuh. Benda yang lebih berat, menurutnya, akan mencapai tanah lebih cepat daripada benda yang lebih ringan ketika dijatuhkan pada waktu yang sama dan dari ketinggian yang sama.

Dia juga menolak gagasan inersia, sebagai gantinya menyatakan bahwa suatu gaya harus terus-menerus diterapkan untuk membuat sesuatu terus bergerak. Kedua konsep ini salah, tetapi perlu bertahun-tahun  dan beberapa pemikir berani untuk membantahnya

Pukulan besar pertama terhadap ide-ide Aristoteles terjadi pada abad ke-16 ketika Nicolaus Copernicus mencetuskan model alam semesta yang berpusat pada matahari. Aristoteles berteori bahwa matahari, bulan dan planet-planet semuanya berputar mengelilingi Bumi pada satu set bola langit. Copernicus mengusulkan bahwa planet-planet tata surya berputar mengelilingi matahari, bukan Bumi. Meskipun bukan topik mekanika semata, kosmologi heliosentris yang dijelaskan oleh Copernicus mengungkapkan kerentanan sains teori Aristoteles

Galileo Galilei adalah yang berikutnya untuk menantang ide-ide filsuf Yunani. Galileo melakukan dua percobaan klasik yang kini menjadi dasar dalam karya banyak ilmuwan. Dalam percobaan pertama, ia menjatuhkan bola meriam dan bola senapan dari Menara Miring Pisa.

Teori Aristotelian meramalkan bahwa bola meriam, jauh lebih berat, akan jatuh lebih cepat dan menghantam tanah lebih dulu. Tetapi Galileo menemukan fakta bahwa kedua benda itu jatuh pada kecepatan yang sama dan menghantam tanah secara bersamaan.

Beberapa sejarawan mempertanyakan apakah Galileo pernah melakukan eksperimen Pisa, tetapi ia mengikutinya dengan karya tahap kedua yang telah didokumentasikan dengan baik. Eksperimen-eksperimen ini melibatkan bola-bola perunggu dengan berbagai ukuran yang menggelinding di atas bidang kayu yang miring. Galileo mencatat seberapa jauh bola akan bergulir dalam setiap interval satu detik. Dia menemukan bahwa ukuran bola tidak masalah  laju penurunannya di sepanjang jalan tetap konstan. Dari sini, ia menyimpulkan bahwa benda yang jatuh bebas mengalami akselerasi seragam terlepas dari massanya, asalkan gaya luar, seperti hambatan udara dan gesekan, dapat diminimalisir.

Tetapi René Descartes, yaitu filsuf besar Prancis yang akan menambah kedalaman dan dimensi baru pada gerakan inersia. Dalam “Prinsip-prinsip Filsafat”nya, Descartes mengusulkan tiga hukum alam. Hukum pertama menyatakan “bahwa setiap hal, sejauh dalam kekuasaannya, selalu tetap dalam keadaan yang sama; dan akibatnya, ketika sekali dipindahkan, ia selalu terus bergerak.” Yang kedua menyebutkan bahwa “semua gerakan itu sendiri, sepanjang garis lurus.” Ini adalah hukum pertama Newton, dinyatakan dengan jelas dalam sebuah buku yang diterbitkan pada tahun 1644  ketika Newton baru lahir!

Sir Isaac Newton (25 Desember 1642 – 20 Maret 1726/27) adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi, filsuf alam, alkimiawan, dan teolog yang berasal dari Inggris. Dia merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika klasik.

Gambar Newton
Issac Newton saat berusia 46 tahun pada lukisan karya Godfrey Kneller tahun 1689.

Jelas, Isaac Newton mempelajari karya Descartes. Dia memanfaatkan pembelajaran itu saat dia sendirian meluncurkan era modern pemikiran ilmiah. Karya Newton dalam matematika menghasilkan kalkulus integral dan diferensial. Karyanya di bidang optik mengarah ke teleskop pemantul pertama. Namun kontribusinya yang paling terkenal datang dalam bentuk tiga hukum yang relatif sederhana yang dapat digunakan, dengan kekuatan prediksi yang besar, untuk menggambarkan gerakan benda-benda di Bumi dan alam. Yang pertama dari hukum ini sebenarnya datang langsung dari Descartes, tetapi dua sisanya milik Newton sendiri.

Dia menggambarkan ketiganya dalam “Prinsip Matematika dari Filsafat Alam,” atau Principia, yang diterbitkan pada 1687. Saat ini, Principia tetap menjadi salah satu buku paling berpengaruh dalam sejarah keberadaan manusia. Sebagian besar terletak dalam hukum kedua yang sederhana dan elegan, F = ma (hukum II Newton)

Pengertian Hukum I Newton

Bunyi Hukum I NEwton: “Jika resultan gaya yang bekerja pada benda yang sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam. Benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap lurus beraturan dengan kecepatan tetap”.

Pada hukum pertamanya ini Newton menjelaskan keadaan benda jika tidak dipengaruhi gaya. Menurut Newton benda dapat mempertahankan keadaan jika tidak dipengaruhi gaya. Mempertahankan keadaan berarti benda yang diam akan tetap diam dan benda bergerak dengan kecepatan tetap akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap. Mempertahankan keadaan ini disebut dengan inersia atau lembam. Oleh karena itu hukum I Newton ini dinamakan juga hukum inersia atau hukum kelembaman.

Mungkinkah di dunia ini ada benda yang tidak dipengaruhi gaya? Di luar angkasa mungkin ada tetapi di bumi ini tidak mungkin. Contohnya saja setiap benda pasti dipengaruhi oleh gaya gravitasi atau berat. Dari keadaan inilah hukum I Newton dapat diartikan juga untuk benda yang dipengaruhi gaya tetapi resultannya nol. Sehingga hukum I Newton dapat dirumuskan seperti berikut.

∑F = 0

Keterangan:

F = Gaya (N)

∑ (dibaca sigma) = Jumlah

Jika resultan gaya yang bekerja pada benda nol maka benda dapat mempertahankan diri. Coba cermati contoh soal berikut sehingga lebih memahami

Contoh Soal Hukum I Newton dalam Fisika

1. Sebuah balok bermassa 5 kg ( berat w = 50 N ) digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya? Penyelesaian Gaya-gaya yang bekerja pada balok seperti Gambar di bawah ini karena balok diam maka berlaku hukum I Newton.

Pengertian Hukum 1 Newton, Contoh Soal, dan Aplikasinya
Gambar Balok digantung

ΣF = 0
T
w = 0
T
50 = 0 berarti T = 50 N

2. Sebuah benda bermassa 40 kg ditarik melalui katrol sehingga memiliki posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar (a) di bawah ini. Jika sistem itu diam, maka berapakah gaya F?
Contoh Soal Hukum 1 Newton dan Pembahasannya
Penyelesaian:
Benda yang bermassa akan memiliki berat.
w = mg
w = 40 kg × 10 m/s2
w = 400 N
pada sistem itu bekerja tiga gaya yaitu w, F, dan T yang tidak segaris, sehingga menentukan resultannya dapat digunakan sumbu koordinat XY (metode analisis) seperti pada gambar (b) di atas. Sistem diam berarti berlaku Hukum 1 Newton sebagai berikut.
Pada sumbu-Y
ΣFy = 0
T sin 53o  w = 0
T(0,8)  400 = 0
0,8T = 400
T = 400/0,8
T = 500 N
Pada sumbu-X
ΣFx = 0
 T cos 53o = 0
 (500)(0,6) = 0
 300 = 0
F = 300 N
Jadi, gaya F yang bekerja pada sistem tersebut adalah 300 Newton.

 

3. Balok bermassa 20 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30o. Jika Ucok ingin mendorong ke atas sehingga kecepatannya tetap maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Ucok?
Penyelesaian:
m = 20 kg
g = 10 m/s2
w = mg = 20 × 10 = 200 N
α = 30°

gaya dorong Ucok F harus dapat mengimbangi proyeksi gaya berat. Lihat gambar di bawah ini. Balok bergerak ke atas dengan kecepatan tetap berarti masih berlaku hukum I Newton sehingga memenuhi persamaan berikut.

Contoh Soal Hukum 1 Newton dan Pembahasannya
ΣF = 0
 w sin 30° = 0
 (200)(1/2) = 0
 100 = 0
F = 100 N
Jadi, gaya yang harus diberikan pada balok agar balok bergerak dengan kecepatan tetap adalah sebesar 100 N.

Aplikasi Sehari-hari Hukum Pertama Newton

Contoh-contoh hukum pertama Newton:

  • Sebuah buku yang tergeletak di atas meja tetap diam selama tidak ada gaya yang bekerja di atasnya.
  • Objek bergerak tidak berhenti bergerak dengan sendirinya.
  • Bola yang bergulir di permukaan kasar atau tanah berhenti lebih dulu dari pada permukaan yang halus, karena permukaan yang kasar memberikan lebih banyak gesekan daripada permukaan yang halus. Jika tidak ada gaya untuk menentang maka gerakan benda yang bergerak tidak akan pernah berhenti. Contohnya apabila kamu melemparkan batu di luar angkasa maka batu itu akan bergerak maju selamanya dan hanya kan berhenti apabila ada gaya lain yang bekerja.

 

Bagaimana Artikel Kami?

Gambar Gravatar
Seorang Guru dan Dosen. Aktif melakukan riset di bidang pendidikan dan fisika. Lulusan sarjana pendidikan Universitas Negeri Makassar dan magister Pascasarjana Universitas Negeri Makassar. Artikel dalam website ini valid dan dapat dipercaya kebenarannya.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *