Hukum Newton

Isaac Newton
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Untuk satuan yang dinamakan menurut tokoh ini, lihat newton dan Skala Newton. (?)


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

Sir Isaac Newton FRS (lahir di Woolsthorpe-by-Colsterworth, hamlet di county Lincolnshire, 4 Januari1643 – meninggal 31 Maret 1727 pada umur 84 tahun; KJ: 25 Desember 1642 – 20 Maret 1727) adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi, filsuf alam, alkimiwan, dan teolog yang berasal dari Inggris. Ia merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika klasik.[1] Karya bukunya Philosophiæ Naturalis Principia Mathematicayang diterbitkan pada tahun 1687 dianggap sebagai buku paling berpengaruh sepanjang sejarah sains. Buku ini meletakkan dasar-dasar mekanika klasik. Dalam karyanya ini, Newton menjabarkan hukum gravitasi dan tiga hukum gerak yang mendominasi pandangan sains mengenai alam semesta selama tiga abad. Newton berhasil menunjukkan bahwa gerak benda di Bumi dan benda-benda luar angkasa lainnya diatur oleh sekumpulan hukum-hukum alam yang sama. Ia membuktikannya dengan menunjukkan konsistensi antara hukum gerak planet Kepler dengan teori gravitasinya. Karyanya ini pada akhirnya menyirnakan keraguan para ilmuwan akan heliosentrisme dan memajukan revolusi ilmiah.
Dalam bidang mekanika, Newton mencetuskan adanya prinsip kekekalan momentum dan momentum sudut. Dalam bidang optika, ia berhasil membangun teleskop refleksi yang pertama[2] dan mengembangkan teori warna berdasarkan pengamatan bahwa sebuah kaca prisma akan membagi cahaya putih menjadi warna-warna lainnya. Ia juga merumuskan hukum pendinginan dan mempelajari kecepatan suara.
Dalam bidang matematika pula, bersama dengan karya Gottfried Leibniz yang dilakukan secara terpisah, Newton mengembangkan kalkulus diferensial dan kalkulus integral. Ia juga berhasil menjabarkan teori binomial, mengembangkan "metode Newton" untuk melakukan pendekatan terhadap nilai nol suatu fungsi, dan berkontribusi terhadap kajian deret pangkat.
Sampai sekarang pun Newton masih sangat berpengaruh di kalangan ilmuwan. Sebuah survei tahun 2005 yang menanyai para ilmuwan dan masyarakat umum di Royal Society mengenai siapakah yang memberikan kontribusi lebih besar dalam sains, apakah Newton atau Albert Einstein, menunjukkan bahwa Newton dianggap memberikan kontribusi yang lebih besar.[3]

A. Hukum I Newton

Jika pada benda diam bekerja dua buah gaya yang bekerja dua buah
gaya yang segaris, sama besar, dan berlawanan arah sehingga terjadi keseimbangan, maka benda itu akan tetap diam walaupun ada gaya yang bekerja, asalkan gaya total yang bekerja pada benda itu sama dengan nol.

Demikian juga pada benda yang sedang bergerak lurus dengan kelajuan konstan. Jika bekerja dua gaya atau lebih yang seimbang, maka benda itu akan tetap bergerak lurus dengan kelajuan konstan, asalkan gaya total yang bekerja pada benda itu sama dengan nol.

Kejadian di atas dikaji oleh seorang ilmuan Inggris yang bernama Sir Isaac Newton (1643 – 1727). Oleh Newton dinyatakan :

Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula – mula diam akan terus diam, sedangkan jika benda mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap.

Secara sistematis, Hukum I Newton dinyatakan sebagai

Σ F = 0 untuk benda diam atau benda
Bergerak dengan kecepatan tetap.

Kecendrungan sebuah benda untuk mempertahankan keadaan diam atau gerak lurus disebut inersia. Karena itulah hukum I Newton sering disebut hukum Inersia. Inersia disebut juga kelembaman. Lembam berarti kecendrungan bertahan pada keadaan semula.


Contoh inersia :

1. Sebuah kelereng yang relatif agak besar sedang bergerak dengan lintasan lurus di atas lantai keramik yang licin. Selembar kertas HVS berada pada jalur yang akan dilewati dengan kelereng tersebut. Begitu kelereng berada di atas kertas tersebut, tarik kertas dengan cepat dengan arah yang tegak lurus terhadap arah lintasan gerak kelereng. Kelereng tersebut tetap mempertahankan geraknya yang lurus.

2. Letakkan sebuah gelas minuman di atas selembar plastik tipis yang licin, misalnya plastik sampul buku. Kemudian, letakkan keduanya diatas meja. Tariklah dengan cepat salah satu ujung plastik tersebut. Maka, gelas minuman itu tetap berada di tempatnya.


B. Hukum II Newton

Jika bekerja pada suatu benda dan arahnya searah dengan arah gerak
benda akan, maka kelajuan gerak benda akan terus bertambah secara teratur. Benda yang bertambah kelajuannya secara teratur ini dikatakan mengalami percepatan.

Sebaliknya, jika gaya yang diberikan tersebut berlawanan arah dengan arah gerak benda, maka kelajuan gerak benda tersebut akan terus berkurang. Dengan kata lain, benda tersebut akan mengalami perlambatan. Akhirnya, benda akan berhenti, bahkan akan bergerak berlawanan dengan arah semula.

Faktor lain sellain gaya, yang mempengaruhi kelajuan gerak benda adalah massa. Hukum kedua Newton membahas kaitan antara gaya, percepatan, dan massa.

Hukum kedua Newton berbunyi :

Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.

Secara matematis, Hukum II Newton dinyatakan sebagai :

ΣF= m x a.

Pernyataan di atas menunjukkan bahwa jika pada benda yang bermassa lebih besar bekerja gaya yang sama, maka percepatan yang timbul akan menjadi lebih kecil. Tetapi, pada kasus benda yang jatuh bebas, percepatan yang terjadi akan selalu sama. Gaya gravitasi menyebabkan benda tersebut jatuh dengan sendirinya akan membesar atau mengecil, seiring bertambah atau berkurangnya massa benda itu. Karena itulah, jika ada dua buah benda dengan massa yang berbeda, kemudian jatuh pada ketinggian yang sama, maka kedua benda tersebut akan mencapai tanah pada saat yang yang sama.

Gaya berat berubah – ubah mengikuti massa benda. Pernyataan yang lebih tepat adalah agar memperoleh percepatan yang sama, untuk benda yang bermassa lebih besar, diperlukan gaya yang lebih besar.

Contoh soal :

1. Sebuah mesin mobil balap mampu menghasilkan gaya 10.000 N. Berapa percepataan mobil balap itu jika massa 1.500 kg dan total gesekan permukaan jalan dan gesekan angin adalah 1.000


Diket : F1 = 10.000 N
F2 = 1.000 N
m = 1.500 kg

Ditanya : a

Jawab : ΣF = F1 – F2
= 10.000 N – 1.000 N
= 9.000 N

a = F : m = 9.000 N : 1.500 kg
= 6 m/s2
C. Hukum III Newton

Bunyi dari Hukun III Newton adalah :

Jika A mengerjakan gaya pada B, B akan mengerjakan gaya pada A, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.

Hukum ini kadang – kadang dinyatakan sebagai berikut :

Untuk setiap aksi, ada reaksi yang sama besar tetapi arahnya berlawanan.

Secara matematis, Hukum III Newton dinyatakan sebagai :

Aksi = - Reaksi