Hukum II Newton

Pada pembahasan hukum inersia, kita telah mengetahui jika tidak ada gaya dari luar yang bekerja pada sebuah benda, maka benda yang tadinya diam akan tetap diam, dan sebaliknya. Lantas bagaimana jadinya jika resultan gayanya tidak sama dengan nol??? Ngerti apa yang dimaksud resultan gaya? kalau tidak, sini baca terus, Resultan gaya itu ialah seperti contoh dibawah ini :

Apabila kita mendorong mobil, lalu mobil tersebut berhenti. Kenapa bisa berhenti? Karena pada mobil tersebut terjadi 3 macam gaya. Apa saja coba ? 

Yap, Pertama, Gaya Dorong ialah gaya yang membuat mobil dapat bergerak, Lalu Gaya gesek antara lantai dengan ban dan gaya gesek antara mobil dengan udara (Hambatan Udara) ialah gaya yang menghambat gerakkan mobil. 

Nah, apabila selisih antara gaya dorong dan gaya gesek tidak sama dengan nol, maka mobil tersebut akan terus berjalan. Selisih antara gaya dorong dan gaya geseklah yang dimaksud dengan resultan gayanya. 

Sampai disini sudah mengerti? Kalau sudah lanjutin yah bacanya. Sabarlah dirimu sebagai seorang pelajar. Karena sekarang ini adalah waktunya menanam.

Sekarang balik ke pertanyaan yang mungkin sudah kalian jawab. Bagaimana jadinya jika resultan gayanya tidak sama dengan nol??? Mas Newton pernah bilang bahwa jika pada benda diberikan resultan gaya, maka benda yang tadinya diam akan bisa bergerak, dan juga benda yang sedang bergerak, apabila searah dengan resultan gayanya, maka akan mengalami pertambahan kelajuan dan apabila berlawanan arah dengan resultan gayanya, maka akan mengalami pengurangan kelajuan. Dengan demikian kita dapat menyimpulkan bahwa resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda, menyebabkan benda tersebut mengalami percepatan. Dan perlu diingat, bahwa arah gaya sama dengan arah percepatan, dan apabila gaya yang diberikan ke suatu benda adalah tetap, maka percepatannya pun tetap. 

Sekarang kita akan membahas hubungan antara percepatan, massa, dan gayanya.

untuk membahas ini, mungkin alangkah baiknya kita pakai contoh dibawah ini :

Misalkan anda mendorong sebuah helm dimeja dengan gaya F, ternyata menghasilkan percepatan sebesar a. Nah, saat anda dorong dengan gaya 2 kali lipatnya (2F), ternyata mengasilkan percepatan sebesar 2 kali lipatnya juga (2a). Jadi, dapat disimpulkan bahwa percepatan berbanding lurus dengan besarnya resultan gaya yang bekerja pada suatu benda (a ~ F).

Sekarang, coba kalian taruh sebuah helm dengan massa yang sama diatas helm yang tadi anda dorong (massa helm menjadi 2 kali semula (2m)). Ternyata apabila kita dorong dengan gaya F, dihasilkan percepatan yang besarnya setengah percepatan ½ percepatan semua (½a). dan apabila ditambah menjadi 3 helm (3m). di dorong dengan gaya F, maka menghasil kan percepatan 1 per 3 percepatan semula (1/3a). Jadi, dapat disimpulkan bahwa percepatan berbanding terbalik dengan besarnya massa suatu benda (a ~ 1/m).

Berdasarkan dua kesimpulan diatas, Om Newton menyimpulkan bahwa “Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda”. 

Secara matematis kesimpulan diatas dapat dituliskan sebagai berikut :

Tapi perlu diingat... bahwa (a=F/m) berbeda pengertiannya dengan F=ma... karena jika dibaca menjadi seperti ini... Bahwa Benda yang memiliki percepatan menyebabkan gaya...  kalau yang a=F/m kan dibacanya benda yang diberi gaya menyebabkan percepatan...


Sampai sini sudah mengerti? Jikalau sudah, mari kita lanjutkan kembali pembahasan ini.
Setiap gaya F merupakan besaran vektor. Persamaan hukum II Newton di atas dapat ditulis dalam bentuk komponen pada koordinat xyz alias koordinat tiga dimensi, antara lain :
(ΣFx = max ; ΣFy = may ; ΣFz = maz)
Kumpulan komponen diatas, merupakan persamaan Hukum II Newton ΣF = ma. 
Apabila sebuah benda bergerak lurus, maka itu bisa kita tuliskan menggunakan persamaan, 
(ΣF = m.a) . Lalu apabila benda bergerak pada 2 dimensi, maka kita harus menguraikan vektor gayanya dengan persamaan (ΣFx = max ; ΣFy = may) . Apabila benda bergerak pada bidang 3 dimensi, maka kita uraikan vektor gayanya dengan persamaan (ΣFx = max ; ΣFy = may ; ΣFz = maz) .


Sekarang, kita bahas contoh soal yah... biar lebih paham sama materi yang satu ini...


1.)     Berapakah Resultan Gaya yang dibutuhkan untuk mendorong kereta yang bermassa 1000 Kg, dengan percepatan 10 m/s²??? (Gaya gesek di abaikan)






2.)     Sebuah kereta dengan penumpangnya mempunyai massa 60000 Kg dan mesinnya memiliki gaya dorong sebesar 10000 N. Jika gaya gesek udara dan lintasan relnya sebesar 1000 N. maka berapakah percepatan kereta tersebut?






3.)        Jika gaya dikerjakan pada sebuah benda bermassa A, menghasilkan percepatan sebesar 1 m/s². gaya yang sama dikerjakan pada sebuah benda bermassa B, menghasilkan percepatan sebesar 2 m/s². 
     a.)    Berapa nilai perbandingan antara A dan B? (A/B)
     b.)    Berapa percepatan yang dihasilkan apabila massa A dan B digabung?


Coba dijawab sendiri ya.. yang bikin soal juga lagi belajar... :D


Refrensi :

Fisika 1 Untuk SMA/MA KELAS X, Setya Nurachmandani
Gurumuda.com
Alam Dimana kita tinggal