Hukum II Newton

Kalian telah belajar bagaimana keadaan benda jika tidak dipengaruhi gaya atau resultannya nol. Bagaimana jika resultan gaya yang bekerja tidak nol? Keadaan inilah yang dijelaskan oleh Newton pada hukum keduanya. Pada hukum keduanya Newton menjelaskan pengaruh gaya pada percepatan benda. Jika resultan gaya pada benda tidak nol (ΣF ≠ 0) maka benda itu akan mengalami percepatan. Hubungan dan perumusan hukum II Newton dapat kalian cermati pada penjelasan berikut.

Untuk memahami hukum II Newton dapat kalian pelajari terlebih dahulu hubungan antara percepatan benda dengan massa dan gaya yang mempengaruhinya. Menurut Newton percepatan suatu benda di pengaruhi oleh gaya F dan massa m. Coba kalian amati orang yang mendorong mobil mogok pada Gambar.

Lebih cepat bergerak manakah kejadian (a) didorong satu orang dengan kejadian (b) didorong banyak orang? Tentu kalian langsung menjawab lebih cepat kejadian (b) karena dengan banyak orang berarti gayanya besar (F besar). Lebih cepat bergerak berarti dapat menggambarkan perubahan kecepatan yang besar atau percepatan (a) besar.

Dari kejadian di atas dapat menjelaskan bahwa percepatan (a) benda dipengaruhi oleh gaya ΣF. Jika massa tetap (sama) maka percepatan benda sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda. Secara matematis dapat

a  ~ ΣF

Hubungan massa dan percepatan dapat kalian pahami dengan mencoba menarik kursi (m kecil) dan menarik meja (m besar). Coba bandingkan lebih mudah bergerak yang mana? Jika gaya kalian sama tentu kursi  akan lebih cepat bergerak berarti massa yang kecil akan mengalami percepatan yang besar. Dari kejadian ini dapat diperoleh hubungan bahwa percepatan benda berbanding terbalik dengan massanya.

a  ~ 1/m

Hukum II Newton menggambarkan hubungan per-cepatan dengan massa dan gaya. Dari kedua hubungan di atas dapat dirumuskan:

a= ΣF/m   atau

 ΣF = m.a

dengan: F= gaya (newton atau, disingkat (N),

m= massa benda (kg), dan

a= percepatan benda(m/s²).

Semakin besar resultan gaya yang diberikan pada benda, semakin besar percepatan yang dihasilkannya. Jadi, percepatan benda sebanding dengan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Arah  percepatan sama dengan arah resultan gayanya.

KEGIATAN 2

Hubungan antara Massa, Percepatan, dan Gaya

A. Tujuan Percobaan

Menyelidiki hubungan antara massa, percepatan, dan gaya pada benda yang mengalami gerak lurus berubah beraturan.

B. Alat-Alat Percobaan

1. 4 buah balok kayu bermassa m1, m2, m3, dan m4.

2. Meja

3. Tali

4. Troli

5. Pewaktu ketik (ticker timer)

C, Langkah-Langkah Percobaan

1. Susunlah alat percobaan seperti pada Gambar , m_B >> m_A.

2. Letakkan balok no 1 pada posisi A, dan balok nomor 2 pada posisi B, tahan balok B agar tidak jatuh.

3. Nyalakan pewaktu ketik.

3. Lepaskan balok B sehingga troli bergerak. Matikan pewaktu ketik ketika balok B akan menyentuh lantai.

4. Amati jejak pada pewaktu ketik.

5. Hitunglah perceepatan trolli.

6. Ulangi  langkah 2 sampai 5 dengan mengganti balok B dengan balok yang lain dan balok A tetap. Catat hasilnya pada table

Percepatan grafitasi (g) = 10 m/s² 

No	mA ( kg )	Berat balok mB ( N )	a ( m/s2 )
1
2
3

7. Ulangi  langkah 2 sampai 5 dengan mengganti balok A dengan balok yang lain dan balok B tetap. Catat hasilnya pada tabel.

No	mA ( kg )	Berat balok mB ( N )	a ( m/s2 )
1
2
3

8. dari table nomor 6 dan 7, buat kesimpulan

Contoh

1. Balok A bermassa 4 kg diletakkan di atas balok B yang bermassa 6 kg. Kemudian balok B ditarik dengan gaya F di atas lantai mendatar licin sehingga gabungan balok itu mengalami percepatan 1,8 m/s². Jika tiba-tiba balok A terjatuh maka berapakah percepatan yang dialami oleh balok B saja?

Penyelesaian

m_A= 4 kg, m_B= 6 kg dan a1= 1,8 m/s²

Keadaan balok pertama (tergantung) dan kedua (A jatuh) dapat di gambarkan seperti pada Gambar . Pada kedua kejadian berlaku hukum II Newton sebagai berikut.

F = m a

F = (m_A+ m_B) a₁

= (4 + 6) . 1,8 = 18 N

Gaya F juga bekerja pada keadaan kedua sehingga diperoleh:

F = m_B. a₂

18 = 6 . a₂

berarti a₂= 3 m/s²

TUGAS

1. Sebuah truk dapat menghasilkan gaya sebesar 7.000 N. Jika truk tersebut dapat bergerak dengan percepatan 3,5 m/s, maka tentukan massa truk tersebut!

2. Tentukan resultan sebuah gaya yang diperlukan untuk menghentikan mobil 1.500 kg yang sedang bergerak dengan kelajuan 72 km/jam dalam jarak 50 m.

3. Dua buah gaya masing-masing 100 N bekerja pada benda 50 kg,seperti terlihat pada gambar.

a. Tentukanlah resultan gaya tersebut.

  b. Berapakah percepatannya

4.Balok A bermassa 4 kg diletakkan di atas balok B yang bermassa 6 kg. Kemudian balok B ditarik dengan gaya F di atas lantai mendatar licin sehingga gabungan balok itu mengalami percepatan 1,8 m/s². Jika tiba-tiba balok A terjatuh maka berapakah percepatan yang dialami oleh balok B saja?

5. Sebuah balok bermassa m berada di atas lantai men-datar licin di dorong dengan gaya mendatar 21,5 N sehingga mengalami percepatan 2 m/s². Berapakah gaya yang harus diberikan agar percepatan menjadi 4 m/s²?

LINK FISIKA

|| HOME || HUKUM NEWTON || HUKUM I NEWTON || HUKUM II NEWTON || HUKUM III NEWTON || JENIS-JENIS GAYA || PENERAPAN HUKUM NEWTON ||