HUKUM NEWTON DAN PESAWAT SEDERHANA

Ada tiga hukum yang dirumuskan oleh Isaac Newton. Rumusan tersebut kemudian dikenal dengan nama Hukum Newton 1, Hukum Newton 2, dan Hukum Newton 3. Di samping itu, sebagai bentuk penghormatan, nama Newton diabadikan sebagai satuan gaya (N/Newton).

Bunyi Hukum Newton 1 dan Rumusnya

Bunyi Hukum Newton 1 yakni: "Apabila resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, benda yang awalnya diam akan selamanya diam. Sementara itu, benda yang awalnya bergerak lurus beraturan, akan selamanya lurus beraturan dalam kecepatan konstan."

Sebenarnya, Hukum Newton 1 merupakan hasil pengembangan dari konsep kelembaman yang pernah digagas oleh Galileo.

Dalam Hukum Newton 1, karakteristik benda yang cenderung mempertahankan keadaannya disebut dengan sifat kelembaman atau inersia. Maka itu, Hukum Newton 1 lantas disebut pula Hukum Kelembaman.

Rumus Hukum Newton 1 dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut:

∑F = 0 atau Resultan Gaya (kg m/s2)

Bentuk dari momen inersia beragam, seperti momen inersia linear, momen inersia massa, serta momen inersia polar atau kutub. Besaran tegangan bahan, seperti yang terjadi pada tegangan lengkung dan puntir, dihitung berdasarkan momen inersia.

Bunyi Hukum Newton 2 dan Rumusnya


Bunyi Hukum Newton 2 menyatakan, "Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja terhadapnya, tetapi berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan akan sama dengan arah gaya total yang bekerja terhadapnya."

Hukum Newton 2 disebut juga Hukum Gerak. Gaya benda menjadi semakin besar ketika mendapatkan dorongan gaya searah laju arah benda tersebut. Sebaliknya, jika diberikan gaya berlawanan (gaya tolak) melawan gaya benda itu, laju gaya akan melambat atau mengecil karena terjadi perubahan kecepatan dan laju. Besar kecilnya perlambatan atau percepatan yang diberikan pada benda akan memengaruhi arah gerak benda.

Rumus Hukum Newton 2 bisa ditulis secara matematis sebagai berikut:

F = m × a

Dengan keterangan:

F adalah gaya (N);
m adalah massa benda (kg); dan
a adalah percepatan (m/s2).

Bunyi Hukum Newton 3 dan Rumusnya


Bunyi Hukum Newton 3 adalah, "Setiap aksi akan menimbulkan sebuah reaksi. Apabila suatu benda memberi gaya terhadap benda lain, benda yang mendapat gaya itu akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang diterima dari benda pertama, tetapi arahnya berlawanan."

Berdasarkan isi Hukum Newton 3, yang disebut juga sebagai Hukum Aksi-Reaksi, tersebut, setiap aksi berkonsekuensi memunculkan reaksi, atau bisa dikatakan ada sebab dan akibat. Pemberian gaya sebab, menghasilkan gaya akibat. Gaya aksi-reaksi saling berlawanan dan bekerja pada benda yang berbeda-beda.

Rumus Hukum Newton 3 ada tiga jenis yaitu:

1.Rumus gaya gesek: Fg = u × N, dengan Fg = gaya gesek (N), u = koefisien gesekan, dan N = Gaya normal (N).
2.Rumus gaya berat: w = m × g, dengan w = Gaya berat (N), m = massa benda (kg), dan g = gravitasi Bumi (m/s2)
3.Rumus berat sejenis: s = p × g, dengan s = berat jenis (N/m3), p = massa jenis (kg/m3), dan g = berat benda (N).

Pesawat Sederhana: Pengertian, Jenis, dan Contoh dalam Kehidupan Sehari-Hari

Pengertian Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana yaitu berbagai peralatan yang bisa memudahkan manusia untuk menyelesaikan pekerjaannya. Ketika anda mempelajari pesawat sederhana anda harus mengenal berbagai istilah sebagai berikut

  • Titik kuasa merupakan tempat dimana gaya kuasa itu diberikan
  • Titik beban merupakan tempat dimana meletakkan benda
  • Titik tumpu merupakan titik yang nantinya akan menjadi tumpuan untuk beban dan memiliki sifat tetap.

Jenis – Jenis Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana dibagi menjadi 3 yaitu pengungkit, katrol, Pengungkit miring. Berikut inilah penjelasannya

  1. Pengungkit

Yaitu pesawat sederhana yang berupa batang keras yang memiliki rotasi pada titik tumpu. Prinsip kerja dari pengungkit tauty dengan menggunakan kata kecuk beban berat dapat dipindahkan dengan mudah. Bagaimana cara memperkecil gaya?

Gaya dapat sipeekecik dengan memendekkan lengan beban. Jika lengan beban lebuh pendek maka lengan kuasanya yang akan memanjang. Jika lengan kuasa semakin memanjang maka gaya yang dibutuhkan juga semakin kecil. Jika dirumuskan “

F x lk = w x lb

gaya

Keterangan

F = gaya kuasa (N)

w = beban (N)

Lk = lengan kuasa (m)

Lb = lengan beban (m)

Berdasarkan dari rumus diatas maka pengungkit dibedakan lagi menjadi 3 yaitu

  • Pengungkit tingkat I

Merupakan pengungkit yang memiliki titik tumpu berada di antara lengan kuasa dan lengan beban. Contohnya saja yang lalu, jungkat jungkit, gunting, linggis dan masih banyak lagi.

  • Pengungkit tingkat II

Merupakan pengungkit yang memiliki titik beban diantara titik kuasa dan titik tumpu. Contohnya pemecah kemiri, gerobak dorong, pembuka tutup botol dan lainnya.

  • Pengungkit tingkat III

Merupakan pengungkit yang memiliki titik kuasa diantara titik tumpu dan titik beban. Contohnya stapler, pinset, alat pancing, lengan ketika sedang memegang benda dan lainnya.

  1. Bidang miring

Merupakan pesawat sederhana berupa palan ataupun bidang yang miring. Tujuannya digunakan untuk memindahkan Batang dengan beban yang berat. Semakin miring bidangnya semkain kecil gaya hang dberikan. Jadi rumusnya yaitu

F x s = w x h

Keterangan

F = gaya (N)

S = panjang papan (m)

w = beban (N)

h = tinggi papan (m)

  1. Katrol

Katrol merupakan salah satu pesawat sederhana yang berupa roda beralur dikelilingi dengan tali. Prinsip kerjanya yaitu mengubah arah gaya yang dapat menimbulkan beban dapat terangkat. Katrol sama juga dengan pengungkit yang memiliki titik tumpu, kuasa dan beban.

Pada umumnya katrol dibagi menjadi 3 yaitu

  • Katrol tetap

Katrol yang memiliki posisi selalu tetap ketika digunakan. Katrol tetap digunakan untuk penggerak timba yang ada di sumur. Keuntungan mekanis katrol ini tetap. Karena gaya kuasa memang sepenuhnya digunakan untuk menarik beban sehingga F=w. Jadi keuntungan mekanisnya 1.

  • Katrol bergerak

Merupakan katrol yang berubah posisi ketika digunakan. Contohnya katrol yang digunakan untuk mengangkat adonan semen sampai ke lantai atas dalam pembangunan.

  • Katrol majemuk

Merupakan perpaduan dari katrol bergerak dan tetap. Keuntungan mekanisnya dapat ditentukan dari banyaknya tali yang digunakan. Semakin banyak katrol yang digunakan semakin mudah juga untuk mengangkat barang.

4.Roda dan poros

Roda berporos adalah roda yang dihubungan dengan poros. Saat roda berputar, maka poros ikut memutar. Poros tersebut dapat dihubungkan dengan peralatan.

Contoh penggunaannya adalah selot pintu rumah. Agar pintu dapat dibuka, maka pegangannya mesti diputar sehingga memutar selot. Pada selot pintu, gagang selot bertindak sebagai roda.

Prinsip roda dan poros dapat dilihat pula pada engkol sepeda dan setir mobil. Penggunaan roda memudahkan manusia dalam pekerjaannya.

1. Archimedes

"Pesawat sederhana sebagai alat mekanik yang dapat memindahkan suatu benda. Pesawat sederhana terbagi menjadi 3 jenis, yaitu pengungkit, katrol dan sekrup."

2. Galileo Galilei

"Pesawat sederhana merupakan alat-alat yang tidak memiliki kemampuan untuk menghasilkan energi tetapi hanya mengubahnya saja."

3. Heron of Alexandria

"Pesawat sederhana terdiri dari 5 alat, yaitu katrol, pengungkit, kerekan, sekrup dan baji."

4. Jordan Hanania, dkk.

"Pesawat sederhana adalah alat-alat yang dapat melakukan perubahan terhadap gaya. Sejumlah alat tersebut menjadi dasar untuk membuat jenis alat lainnya."

5. James Brennan

"Pesawat sederhana adalah alat bantu yang memiliki kemampuan untuk meningkatkan ataupun menurunkan besarnya gaya."

Jenis-Jenis Pesawat Sederhana 

Dari penjelasan di atas mengenai pesawat sederhana, kita mengetahui bahwa alat ini memiliki beberapa jenis. Melansir dari Tirto.id, berikut penjelasan 4 jenis pesawat sederhana beserta contohnya.

5. Tuas

Jungkat-jungkit
Jungkat-jungkit (DS Stories) 
Tuas atau pengungkit adalah alat yang dipakai untuk membantu memudahkan pekerjaan, seperti memindahkan benda berat. Alat bantu ini dapat berupa batang kayu, bambu, atau besi. Prinsip kerja dari tuas ada 3 titik, yaitu titik tumpu, titik beban, dan titik kuasa. Titik tumpu dapat berupa batu atau benda keras lainnya. Satu penumpu harus diletakkan di antara dua ujung batang tuas, sehingga alat pengungkit dapat memudahkan pekerjaaan memindahkan benda.

Tuas dapat dibedakan menjadi tiga bentuk, antara lain:
1. Tuas Jenis I

Tuas dengan titik tumpu di antara titik kuasa dan titik beban. Contohnya, yaitu jungkat-jungkit, pembuka tutup botol, dan pencabut paku.
2.Tuas Jenis II

Tuas dengan titik beban di antara titik tumpu dan titik kuasa. Contohnya adalah pemecah kemiri dan kereta roda satu.

3. Tuas Jenis III
Tuas dengan titik kuasa di antara titik tumpu dan titik beban. Contoh alatnya yaitu pinset, sekop dan penjepit roti.

contoh soal:

Contoh Soal Hukum Newton 1, 2, 3 dan Jawaban

 1.) Hukum Newton I Sebuah balok bermassa 5 kg (berat w = 50 N) digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya? Penyelesaian:

 Diketahui: w = 50 N

 Ditanya: T? 

Jawab: 

  • ΣF = 0 
  • T – w = 0 
  • T – 50 = 0 
  • T = 50 N

 Jadi, gaya tegangan tali yang bekerja pada balok tersebut adalah 50 Newton.

2.) Hukum Newton II Mobil-mobilan bermassa 2 Kg diam diatas lantai licin, kemudian diberi gaya tertentu dan bergerak dengan percepatan 10m/s2. Berapakah gaya yang diberikan pada mobil-mobilan? 

Penyelesaian: 

Diketahui: 

  • m = 2 Kg 
  • a = 10 m/s2 

Ditanya: F ? 

Jawab: 

  • F = m.a 
  • = 2 Kg . 10 m/s2 
  • = 20 N 

Jadi, gaya yang diberikan pada mobil-mobilan tersebut adalah sebesar 20 Newton

3.) Hukum Newton III Sebuah buku diletakkan di atas meja. Pada sistem benda tersebut akan bekerja gaya-gaya seperti pada gambar di bawah ini. Ada empat gaya yang bekerja pada sistem tersebut yaitu: w = berat buku; N = gaya tekan normal meja terhadap buku; N’= gaya tekan normal buku pada meja; Fg = gaya gravitasi bumi pada buku; Tentukan pasangan gaya yang termasuk aksi reaksi! 

Penyelesaian: 

Pasangan gaya aksi-reaksi memenuhi sifat: sama besar, berlawanan arah dan bekerja pada dua benda. Dari sifat di atas dapat ditentukan dua pasangan aksi-reaksi yaitu: 

  • w dengan Fg 
  • N dengan N’ 

w dan N bukan aksi-reaksi karena bekerja pada satu benda (buku) tetapi hubungan N = w merupakan hukum Newton I yaitu ΣF = 0.

contoh soal pesawat sederhana

4. Bayu memindahkan sebuah meja dengan usaha sebelah 500 J dalam waktu 5 sekon, sedangkan Adi memindahkan meja dengan usaha 12.000 J dalam waktu 20 sekon.

Berapa daya yang dikeluarkan oleh Bayu dan Adi untuk memindahkan meja tersebut?

Jawaban dan penjelasannya:

Diketahui bahwa:

W Bayu adalah 500 J dan W Adi adalah 12.000 J, sementara t Bayu adalah 5 s dan t Adi adalah 20 s.

Jadi, P Bayu dan P Adi yaitu:

P = W / t

P Bayu = 500 J / 5 s = 100 watt

P Adi = 12.000 J / 20 s = 600 watt

Jadi, daya yang dikeluarkan oleh Bayu adalah 100 watt, sementara Adi mengeluarkan daya sebesar 600 watt.


referensi:

https://iup-ugm.com/pesawat-sederhana/

https://tirto.id/hukum-newton-1-2-3-bunyi-rumus-contoh-beserta-soal-jawaban-gbwf

https://tirto.id/contoh-soal-hukum-newton-1-2-3-jawaban-materi-fisika-kelas-10-gikL

https://adjar.grid.id/read/542944796/contoh-soal-dan-jawaban-dalam-materi-usaha-dan-pesawat-sederhana?page=all

Komentar

Posting Komentar