Mengapa Harus Baca Buku
Mengapa harus baca buku bisa jadi merupakan pertanyaaan yang tidak perlu dijawab. Tetapi ketika, pertanyaan tersebut tidak dijawab belum tentu semua bisa menjawab. Untuk menjawab saja susah, apalagi untuk melakukan tindakan membaca buku.
Hukum II Newton dan Penerapannya
Hukum II Newton dan Penerapannya
Perhatikan gambar di bawah ini.  |
| Mendorong Lemari |
Dua orang yang mendorong tembok merasa lebih mudah melakukannya ketimbang mendorong sendirian.
Dengan kata lain, gaya dorong untuk mengangkat lemari lebih besar, sehingga diperoleh percepatan yang besar.
Dalam kasus tersebut, Hukum I Newton tidak berlaku karena benda mengalami perubahan kecepatan dari posisi diam hingga akhirnya bergerak.
Jika resultan gaya sama dengan nol maka suatu benda diam atau bergerak lurus dengan kecepatan tetap (percepatan = 0). Itu bunyi hukum I Newton.
Jika resultan gayanya tidak sama dengan nol, berlaku Hukum II Newton yang berbunyi :
“ Besarnya percepatan yang dialami benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya.”
Secara matematis dituliskan :
a = percepatan (m/s2)
∑F = gaya total (N)
m = massa benda (kg)
Dari rumus hukum II Newton yaitu ∑F = m a kita dapat menyimpulkan bahwa gaya sebesar 1 Newton dapat menyebabkan percepatan sebesar 1 m/s2 pada sebuah benda yang bermassa 1 kg. Gaya sebesar 2 N dapat menyebabkan percepatan sebesar 1 m/s2 pada benda bermassa 2 kg atau percepatan sebesar 2 m/s2 pada benda bermassa 1 kg dan seterusnya.
Contoh Penerapan Hukum II Newon
1. Suatu benda yang massanya 2 kilogram dipercepat pada 2,5 m/s2. Berapa resultan gaya yang bekerja pada benda?
Penyelesaian
Diketahui :
m = 2 kg
a = 2,5 m/s2
Jawab
F = m a = 2. 2,5 = 5 N
2. Sebuah mobil balap mampu menghasilkan gaya sebesar 8000 N. Berapa percepatan mobil balap itu jika massa mobil 1500 kg dan total gesekan antara permukaan jalan dan gesekan angin 5000 N?
Penyelesaian
Pada mobil bekerja dua buah gaya yang saling berlawanan yaitu gaya mesin F dan gaya gesekan f.
Sehingga nilai resultan gayanya F = F - f = 8000 - 500 = 7500 N.
Dengan massa mobil sebesar 1500 kg, diperoleh percepatan
Di akhir materi coba amati video sebagai berikut.
Hukum I Newton dan Penerapannya
Hukum I Newon dan Penerapannya
Tahukan kalian, siapa dia?Ya, dialah Sir Isaac Newton, salah seorang ilmuwan yang meletakkan dasar-dasar yang kuat dalam ilmu fisika. Dia banyak berkonstribus di bidang mekanika, optik, gravitasi dan ilmu matematika tentunya.
Kali ini kita akan membahas mengenai Hukun Newton tentang gerak. Kita awali terlebih dulu dengan Hukum I Newton atau yang disebut juga sebagai hukum inersia atau kelembahan.
Apa itu inersia atau kelembaban itu?
Bagaimana perumusan matematikanya?
Bagaimana penerapan inersia atau kelembaman dalam kehidupan sehari?
Untuk menjawabnya, mari kita diskusikan bersama-sama.
Sebelum Galileo, para filosof atau para ilmuwan kuno yang digawangi oleh Aristoteles, beranggapan bahwa pada benda yang bergerak (termasuk benda yang bergerak lurus dengan kecepatan tetap/GLB) mengalami gaya yang bekerja terus-menerus. Tanpa adanya gaya tersebut maka benda tersebut akan diam selamanya. Hal ini sudah kita bahas pada postingan mengenai Miskonsepsi Tentang Gerak.
Dari kejadian tersebut, kita dapat merumuskan hukum I Newton, yaitu jika benda yang bekerja pada benda itu sama dengan nol, maka benda yang sedang diam akan tetap diam dan benda yang sedang bergerak dengan kecepatan tetap akan terus bergerak dengan kecepatan tetap.
Secara lebih singkat hukum I Newton dapat dituliskan sebagai berikut;
Percepatan benda sama dengan nol jika gaya total (resultan gaya) yang bekerja pada benda sama dengan nol.
Secara matematis hukum I Newton dapat dituliskan sebagai
Σ F = 0
Hukum I Newton yang dikemukakan oleh Sir Isaac Newton ini sebenarnya hanya mempertegas apa yang pernah dilakukan atau dijelaskan oleh pendahulunya Galileo, yaitu kecepatan yang dimiliki benda akan terus dipertahankan jika semua gaya penghambatnya dihilangkan.
Contoh peristiwa kelembaman dalam kehidupan yang sehari-hari
Sebuah gelas yang diletakkan di atas meja. Dan di bawah gelas ditaruh selembar kertas. Kertas ditarik dengan lebih lambat, gelas berpindah dari posisinya. Hal ini disebabkan gaya yang diberikan cukup lama, sehingga gelas tersebut tidak dapat mempertahankan keadaan diamnya.
Saat kertas ditarik dengan cepat, gelas tersebut tetap berada pada posisinya. Hal ini disebabkan gaya yang diberikan dalam waktu singkat (tidak ada gaya yang bekerja padanya). Sehingga gelas tidak bergerak sedikitpun.
Penggunaan Sabuk Pengaman
Sabuk pengaman merupakan salah satu contoh penerapan Hukum I Newton. Sifat inersia ini tampak sekali dalam kehidupan sehari-hari, misalnya seorang penumpang yang sedang duduk dengan nyaman, tiba-tiba akan terdorong ke depan ketika kendaraan yang dinaikinya di rem secara tiba-tiba. Apalagi kalau terjadi kecelakaan (bertabrakan dengan kendaraan lain), maka tubuh para penumpang akan membentur ke sana kemari.
 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Penggunaan Sabuk Pengaman |
Untuk mengurangi resiko akibat kecelakaan gunakanlah sabuk pengaman. Sabuk pengaman adalah sebuah alat yang dirancang untuk menahan seorang penumpang mobil atau kendaraan lainnya agar tetap di tempat apabila terjadi tabrakan, atau, yang lebih lazim terjadi, bila kendaraan itu berhenti mendadak. Sabuk pengaman dirancang untuk mengurangi luka dengan menahan si pemakai dari benturan dengan bagian-bagian dalam kendaraan itu atau terlempar dari dalam kendaraannya.
 |
| Gerakan kepala jika terjadi tabrakan |
Kegunaan sabuk pengaman (seat belt) akan "mengunci" tubuh kita di saat kita seharusnya "terdorong" ke depan karena sifat sifat inersia pada diri kita.
Selain sabuk pengaman, beberapa mobil yang lebih modern diperlengkapi dengan kantung udara. Kantung udara atau ”air bag”yang akan mengembang ketika mobil tiba-tiba berhenti sehingga dapat mencegah sopir menabrak kemudi atau dashboard.
Nah, kalau sudah tahu sifat inersia atau kelembaman, semakin sadar kita untuk menggunakan sabuk pengaman. Demikian juga bagi pengendara motor untuk menggunakan helm, sehingga resiko akibat benturan atau kecelakaan dapat dihindari.
Buka juga video berikut yang mendemontrasikan hukum I Newton pada pengaman pada kendaraan.
Sumber referensi :
Miskonsepsi Tentang Gerak
Miskonsepsi Tentang Gerak
 |
| Daun dan batu jatuh |
Coba perhatikan gambar di atas
Sehelai daun dan sebuah batu jatuh dari ketinggian tertentu. Manakah yang terlebih dahulu jatuh ke bawah?
Tentunya dengan mudah, dikatakan batu akan terlebih dahulu sampai ke bawah. Pertanyaannya adalah apakah dari kejadian itu dapat disimpulkan bahwa benda yang lebih berat (batu) akan jatuh lebih cepat dibandingkan dengan benda yang lebih ringan (daun)?
Kesimpulan tersebut juga dikemukakan oleh Aristoteles, yang mengatakan bahwa sebuah benda yang lebih berat akan jatuh lebih cepat daripada benda yang ringan.
Sekarang, perhatikan juga gambar berikut.
Dari kejadian tersebut, disimpulkan bahwa benda akan terus bergerak sepanjang ada gaya yang mendorong atau menarik benda tersebut. Benda akan terhenti atau diam jika tidak ada gaya yang bekerja.
Sekarang kita analisis bersama kedua kejadian tersebut.
1. Benda yang lebih berat akan jatuh lebih cepat daripada benda yang ringan.
Benarkah anggapan tersebut?
Bagaimana jika percobaannya diganti?
Selembar kertas dan penghapus dijatuhkan dari ketinggian yang sama. Apakah keduanya jatuh ke lantai pada waktu yang sama?
Tentu tidak, penghapus akan tiba ke lantai terlebih dahulu.
Bagaimana jika kertasnya diremas-remas sehingga membentuk seperti bola. Sekarang coba jatuhkan "bola" kertas tersebut bersamaan dengan penghapus. Apakah akan mendapatkan hasil yang sama?
Tidak dapat memastikan bukan?
Karena yang menjadi masalah bukan antara kertas yang ringan dan penghapus yang lebih berat. Tetapi pada kertas yang masih lembaran akan mengalami gaya gesek yang besar. Beda ketika kertasnya diremas-remas sehingga membentuk seperti bola, dipastikan gesekan kertas dengan bola jauh lebih kecil. Sehingga kertas tersebut akan tiba di lantai bersamaan dengan penghapus.
Kata kuncinya adalah adanya gesekan yang menghambat gerak benda bukan pada ringan beratnya benda tersebut.
2. Benda akan terus bergerak sepanjang ada gaya yang mendorong atau menarik benda tersebut. Benda akan terhenti atau diam jika tidak ada gaya yang bekerja.
Mari kita uji pendapat di atas dengan mengubah lintasan yang ditempuh boleh sebagai berikut.
Sehelai daun dan sebuah batu jatuh dari ketinggian tertentu. Manakah yang terlebih dahulu jatuh ke bawah?
Tentunya dengan mudah, dikatakan batu akan terlebih dahulu sampai ke bawah. Pertanyaannya adalah apakah dari kejadian itu dapat disimpulkan bahwa benda yang lebih berat (batu) akan jatuh lebih cepat dibandingkan dengan benda yang lebih ringan (daun)?
Kesimpulan tersebut juga dikemukakan oleh Aristoteles, yang mengatakan bahwa sebuah benda yang lebih berat akan jatuh lebih cepat daripada benda yang ringan.
Sekarang, perhatikan juga gambar berikut.
Bola tersebut akan bergerak ketika ada gaya dorong (ditendang) oleh seseorang. Bola tersebut dianggap berhenti karena gaya dorong yang bekerja sudah tidak ada.
Dari kejadian tersebut, disimpulkan bahwa benda akan terus bergerak sepanjang ada gaya yang mendorong atau menarik benda tersebut. Benda akan terhenti atau diam jika tidak ada gaya yang bekerja.
Sekarang kita analisis bersama kedua kejadian tersebut.
1. Benda yang lebih berat akan jatuh lebih cepat daripada benda yang ringan.
Benarkah anggapan tersebut?
Bagaimana jika percobaannya diganti?
Selembar kertas dan penghapus dijatuhkan dari ketinggian yang sama. Apakah keduanya jatuh ke lantai pada waktu yang sama?
Tentu tidak, penghapus akan tiba ke lantai terlebih dahulu.
Bagaimana jika kertasnya diremas-remas sehingga membentuk seperti bola. Sekarang coba jatuhkan "bola" kertas tersebut bersamaan dengan penghapus. Apakah akan mendapatkan hasil yang sama?
Tidak dapat memastikan bukan?
Karena yang menjadi masalah bukan antara kertas yang ringan dan penghapus yang lebih berat. Tetapi pada kertas yang masih lembaran akan mengalami gaya gesek yang besar. Beda ketika kertasnya diremas-remas sehingga membentuk seperti bola, dipastikan gesekan kertas dengan bola jauh lebih kecil. Sehingga kertas tersebut akan tiba di lantai bersamaan dengan penghapus.
Kata kuncinya adalah adanya gesekan yang menghambat gerak benda bukan pada ringan beratnya benda tersebut.
2. Benda akan terus bergerak sepanjang ada gaya yang mendorong atau menarik benda tersebut. Benda akan terhenti atau diam jika tidak ada gaya yang bekerja.
Mari kita uji pendapat di atas dengan mengubah lintasan yang ditempuh boleh sebagai berikut.
Saat boleh diberikan gaya pada lantai yang licin, dapat dipastikan bola tersebut akan bergerak semakin jauh. Semakin licin lantai pasti akan semakin jauh..selicin-licinnya lantai, bola tersebut dipastikan tidak akan berhenti. Kapan berhentinya? Jika ada penghalang atau ditahan.
Artinya apa?
Bukan karena terus menerus diberikan gaya (misalnya ditendang kembali) agar bola itu berhenti, tetapi karena pengaruh gesekan.
Artinya apa?
Bukan karena terus menerus diberikan gaya (misalnya ditendang kembali) agar bola itu berhenti, tetapi karena pengaruh gesekan.
Percobaan Galileo
 |
| Menara Pisa |
Galileo kemudian melakukan percobaan untuk menguji benda yang berat akan sampai ke bawah terlebih dahulu dibanding benda yang ringan. Seperti pada gambar di samping.
Galileo konon melakukan percobaannya dari menara Pisa. Dengan menjatuhkan dua benda, yang satu besar (sebuah peluru canon) dan satunya kecil (peluru pistol) ternyata keduanya sampai ke dasar lantai dalam waktu yang sama
Dengan demikian tumbanglah pendapat Archimedes yang pertama, bahwa benda yang lebih berat akan jatuh lebih dahulu daripada benda yang lebih ringan.
Galileo juga melakukan percobaan sebagai berikut.
Galileo menggunakan bola yang digelindingkan pada lintasan yang melengkung, dengan kedua kelengkungan mempunyai ketinggian yang sama.
Percobaan (1)
Bola akan mencapai ketinggian yang relatif sama.
Percobaan (2)
Sudut kelengkungan dikurangi. Di sini bola juga mencapai ketinggian yang relatif sama tetapi membutuhkan lintasan yang lebih jauh. Semakin dikurangi kelengkungannya jarak yang dicapai bola lebih jauh lagi.
Percobaan (3)
Dengan kelengkungan nol (lintasan lurus) dapat dipastikan lintasan yang ditempuh bola akan sangat jauh (benda tidak akan berhenti).
Berhentinya benda semata-mata disebabkan adanya gesekan antara bola dengan dasar lantainya.
Berhentinya benda semata-mata disebabkan adanya gesekan antara bola dengan dasar lantainya.
Demikian penjelasan mengenai kesalahan konsep (miskonsepsi) tentang gerak dalam fisika. Miskonsepsi ini telah terjadi bertahun-tahun terjadi dan sampai sekarang pun masih ada yang melakukannya. Semoga penjelasan tersebut di atas cukup gamblang dan selanjutnya akan menjadi dasar pada pembahasan materi gerak yang lain.
Referensi
1. Foster, Bob.1997. Terpadu Fisika SMA untuk kelas X. Jakarta : Erlangga
2. Kanginan, Marthen. 2002. Fisika untuk SMA Kelas X. Jakarta : Erlangga
Sumber gambar : pixabay.com
1. Foster, Bob.1997. Terpadu Fisika SMA untuk kelas X. Jakarta : Erlangga
2. Kanginan, Marthen. 2002. Fisika untuk SMA Kelas X. Jakarta : Erlangga
Sumber gambar : pixabay.com
Langganan:
Komentar (Atom)
