Kajian tentang Hukum Newton tentunya sudah kamu pelajari sejak dari sekolah dasar. Pelajaran ini masuk ke dalam ilmu pengetahuan alam dan menjadi dasar untuk beberapa ilmu lainnya. Hukum tersebut pertama kali dicetuskan oleh ilmuwan dunia bernama Sir Isaac Newton.
Ia mempelajari hukum gerak benda ini ketika sedang mengamati buah apel yang jatuh di depan rumahnya. Sejak saat itu, ia berasumsi bahwa buah yang jatuh tersebut berkaitan dengan daya tarik bumi karena apa pun yang jatuh selalu menuju ke arah bawah.
Berkat kejadian ini, Isaac Newton berperan penting dalam perkembangan ilmu fisika dan ilmu pengetahuan lainnya. Sebagai siswa sekolah, tentunya kamu wajib mengetahui pelajaran tentang hukum tersebut agar dapat melanjutkan pelajaran fisika lainnya.
Hukum Newton adalah hukum gerak yang menjadi dasar untuk hukum dinamika dengan merumuskan gaya yang berpengaruh terhadap gerak benda. Teori yang dikembangkan oleh Sir Isaac Newton ini juga mengungkapkan interaksi antar benda serta menjadi dasar fisika klasik.
Rumus dalam hukum tersebut dikenal dengan Hukum Newton 1, 2 dan 3 yang ketiganya sama-sama mempelajari tentang gerak benda. Kemudian hukum ini juga menjadi dasar untuk materi dinamika yang memakai rumus gaya terhadap pengaruh gerak yang terjadi di dalam suatu benda.
Pada umumnya, rumus ini digunakan untuk menentukan gaya dan massa benda yang bergerak. Selain itu, juga mengamati aksi dan reaksi dari benda yang diberikan gaya sehingga dapat berpindah tempat atau posisi dengan ukuran tertentu.
Bunyi dan Rumus Hukum Newton
Dalam penerapannya, hukum ini terdiri dari 3 macam yang masing-masingnya mengamati pergerakan benda yang berbeda. Perbedaan ini terletak pada kondisi benda tersebut apakah menghasilkan gaya (efek) atau tidak.
1. Hukum Newton I
Hukum pertama ini menunjukkan bahwa resultan gaya yang bekerja pada suatu benda yang mempunyai komposisi sama adalah nol. Artinya benda yang awalnya diam akan tetap diam selama tidak diberikan perlakuan apa pun.
F=0
Sedangkan bagi benda yang bergerak lurus beraturan akan terus selamanya bergerak dalam kecepatan yang sama atau konstan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa percepatan yang terjadi pada kedua kondisi tersebut berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Namun gaya yang bekerja tadi berbanding terbalik dengan massa atau berat yang ada pada benda itu sendiri. Sifat dari hukum pertama ini adalah mempertahankan keadaan awal benda agar sama dengan sifat kelembaban atau momen inersianya.
Rumus hukum pertama dari Newton ini adalah jumlah gayanya sama dengan nol atau dapat dinyatakan sebagai berikut.
Resultan gaya dari benda tersebut adalah kg m/s2, yang artinya tidak akan ada gaya selama benda itu selalu bergerak tanpa adanya pertambahan kecepatan atau tetap diam secara terus menerus.
2. Hukum Newton II
Hukum kedua ini dikenal sebagai Prinsip Aksi-Reaksi, yang menjadi salah satu dari tiga hukum gerak Newton dan mendasari mekanika klasik. Bunyi hukum ini menyatakan bahwa ketika sebuah objek atau benda berada dalam keadaan diam, maka benda itu akan tetap diam kecuali diberi gaya yang tidak seimbang.
Selain itu, saat benda tersebut bergerak, maka akan terus bergerak dengan kecepatan konstan atau tetap dalam garis lurus, kecuali diberi gaya yang tidak seimbang. Hukum tersebut menjadi salah satu dasar paling penting dalam memahami gerakan benda serta fenomena fisika yang terjadi di alam semesta.
F=m.a
Hukum ini juga menyatakan bahwa setiap gaya yang diberikan pada sebuah objek akan memiliki reaksi yang sama besar namun berlawanan arah pada objek yang memberikan gaya tersebut.
Dalam bahasa yang lebih sederhana, ini sering disebut dengan “setiap tindakan atau gaya memiliki reaksi yang sama besar dan berlawanan arahnya”.
Secara rumus, hukum kedua dari Newton ini dapat dinyatakan sebagai:
F merupakan jumlah gaya yang bekerja pada objek tersebut, m adalah massa atau berat objek dan a merupakan percepatan yang dialami oleh benda atau objek.
3. Hukum Newton III
Berikutnya adalah hukum terakhir yang juga memakai prinsip Aksi dan Reaksi. Prinsip ini menjadi dasar salah satu dari hukum mekanika klasik yang sangat berguna untuk ilmu fisika kedepannya.
Faksi = -Freaksi
Hukum tersebut menyatakan bahwa setiap tindakan gaya atau reaksi dari suatu objek terhadap objek lain akan diimbangi dengan reaksi gaya yang sama besar, akan tetapi arahnya berlawanan dari objek kedua atau benda terakhir.
Selain itu, hukum ini memperjelas bagaimana hubungan saling ketergantungan antara dua objek yang berinteraksi serta membantu memahami perilaku benda dalam berbagai situasi, baik dengan adanya kecepatan atau tidak.
Rumus terakhir ini dapat dinyatakan dalam formula berikut.
Dengan beberapa pembagian yang dapat kamu pahami dalam persamaan di bawah ini.
Penerapan Hukum Newton dalam Kehidupan
Tanpa kamu sadari, hukum yang dicetuskan oleh Isaac Newton ini terjadi dalam kehidupan. Banyak sekali contoh yang bisa menjelaskan masing-masing hukum tersebut seperti yang akan dibahas dalam uraian berikut ini.
1. Penerapan Hukum Pertama Newton
Kendaraan yang Berhenti Mendadak
Saat berkendara dan ingin berhenti, kamu harus menggunakan alat pengereman seperti rem. Saat itu kamu melepas gas dan menginjak rem, kendaraan akan berhenti karena gaya pengereman. Gaya ini menghasilkan gaya yang tidak seimbang pada kendaraan.
Apabila tidak ada gaya pengereman, kendaraan akan terus bergerak maju dengan kecepatan konstan karena hukum pertama Newton sedang terjadi berlaku.
Sistem Keamanan Mobil
Hukum pertama Newton juga menjadi pondasi bagi desain alat keamanan dalam kendaraan, seperti sabuk pengaman dan air bag. Saat kendaraan berhenti mendadak atau terlibat dalam tabrakan, kamu cenderung akan bergerak lurus ke bagian depan dengan kecepatan yang sama akibat gaya inersia.
Adanya sabuk pengaman, penumpang akan diikat ke kursi sdan tidak mudah untuk maju terhempas ked depan, sehingga mengurangi risiko cedera karena hantaman. Bantal udara atau air baga juga berguna untuk mengurangi dampak saat tabrakan.
Tali Pengikat Benda
Saat kamu menyentak atau menarik tali pengikat benda, misalnya pada tas punggung atau tali sepatu, benda tersebut cenderung akan bergerak ke arah yang berlawanan dengan tindakan yang kamu berikan.
Hal ini terjadi akibat tali pengikat memberikan gaya pada benda untuk tetap berada pada keadaan diam apabila semulanya diam, atau bergerak dengan kecepatan konstan pada awalnya memang sudah bergerak sesuai dengan hukum pertama Newton.
Membuang Sampah Saat Berkendara
Jika kamu berada dalam kendaraan yang bergerak, dan membuang sampah keluar dari jendela, maka sampah tersebut akan bergerak ke belakang sesuai dengan kecepatan kendaraan.
Hal ini disebabkan oleh sampah tersebut mempunyai gaya inersia dan cenderung mempertahankan kondisi kecepatan relatif terhadap kendaraanmu.
Naik Lift dan Eskalator
Pada saat menaiki lift atau eskalator yang terus bergerak dengan kecepatan konstan, maka ketika lift berhenti atau eskalator mati, kamu akan merasa bergerak ke arah berlawanan dengan gerakan sebelumnya.
Hal Ini dikarenakan oleh hukum pertama Newton, yang membuat tubuh harus mempertahankan geraknya ke depan sesuai dengan gaya inersia.
Menekan Bola dengan Tangan
Apabila kamu menekan bola dengan tangan, bola tersebut akan menekan tangan dengan gaya yang sama besar namun arahnya berlawanan.
Hukum pertama Newton menerangkan bahwa reaksi ini terjadi akibat bola yang berusaha mempertahankan keadaan diamnya apabila semula diam, atau kecepatan konstannya (tetap) jika semula juga bergerak dengan kecepatan konstan.
2. Penerapan Hukum Kedua Newton
Mengendarai Mobil atau Kendaraan
Mengemudi mobil atau kendaraan pastinya sering melakukan pengereman mendadak yang menerapkan Hukum kedua Newton. Ketika kamu menginjak rem, mobil akan mengalami gaya pengereman yang menyebabkan terjadinya penurunan kecepatan hingga berhenti.
Gaya pengereman yang dihasilkan oleh sistem rem ini menyeimbangkan gaya aksi dari gerakan mobil sehingga menghasilkan percepatan negatif (perlambatan hingga berhenti).
Balon Udara dengan Api
Penerbangan balon udara panas juga mengikuti Hukum Newton II. Ketika udara panas di dalam balon dipanaskan, balon akan mengalami gaya angkat yang cukup untuk mengatasi gaya gravitasi bumi, sehingga balon naik dengan kecepatan konstan dalam garis lurus.
Mendorong Kereta Dorong
Mendorong kereta atau gerobak dorong artinya kamu menerapkan hukum kedua Newton. Saat kamu memberikan gaya ke depan pada kereta dorong, benda tersebut akan merespons dengan bergerak maju sesuai dengan gaya yang diberikan.
Menyapu Lantai
Kegiatan sederhana seperti menyapu lantai pun bisa memberikan contoh hukum kedua Newton. Kamu memberikan gaya pada debu dan kotoran pada lantai untuk menggerakkannya ke arah tertentu. Gaya ini menyebabkan debu dan kotoran bergerak searah dengan arah sapu yang kamu gunakan.
Meluncur di Seluncuran Kolam Renang
Bagi kamu yang suka berenang di water park, maka permainan seluncuran sangatlah familiar. Kamu meluncur di luncuran air dan berenang memakai hukum kedua Newton. Gaya aksi yang diberikan pada tubuh ketika meluncur menyebabkan kamu bergerak maju dengan kecepatan yang berlanjut.
Mengangkat Barang Berat
Mengangkat barang berat sama saja dengan menerapkan hukum kedua Newton. Ketika kamu memberikan gaya ke atas pada barang, maka barang tersebut akan merespon dengan timbulnya percepatan ke atas sesuai dengan gaya yang kamu kenakan.
3. Penerapan Hukum Ketiga Newton
Mendorong Pintu
Kegiatan mendorong pintu untuk membukanya, memberikan gaya aksi ke depan pada pintu seperti Hukum Newton III. Sebagai reaksi, pintu akan memberi gaya ke belakang dan menjadi alasan mengapa kamu merasakan adanya perlawanan atau reaksi saat membuka pintu tersebut.
Menendang Bola
Saat kamu menendang bola, bola akan memberikan gaya aksi dan reaksi ke arah tubuhmu. Sebagai reaksi, bola memberikan gaya ke kakimu ke arah yang berlawanan. Gaya ini mengubah momentum bola sehingga membuatnya bergerak dari tempat semula.
Berlari di Tanah
Ketika berlari di tanah, kaki akan memberikan gaya aksi ke belakang pada tanah. Sebagai reaksi, tanah menghasilkan gaya ke depan pada kaki, kemudian mendorong tubuh untuk maju saat berlari.
Memahami materi Hukum Newton di atas memudahkan kamu untuk mempelajari ilmu fisika lainnya. Apalagi materi tersebut sangat erat kaitannya dengan kehidupan dan selalu terjadi pada hampir di seluruh kegiatan sehari-hari.
Tanpa adanya materi Newton, perkembangan ilmu pengetahuan tidak akan sepesat ini dan peradaban tidak pernah maju. Hal ini disebabkan oleh kemajuan teknologi dari segi apa pun menerapkan hukum tersebut sebagai dasar ilmu yang paling penting.
