Hukum I Newton

Pada hukum pertamanya ini Newton menjelaskan keadaan benda jika tidak dipengaruhi gaya. Menurut Newton benda dapat mempertahankan keadaan jika tidak dipengaruhi gaya. Mempertahankan keadaan berarti benda yang diam akan tetap diam dan benda bergerak dengan kecepatan tetap akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap. Mempertahankan keadaan ini disebut dengan inersia ataulembam.Oleh karena itu hukum I Newton ini dinamakan juga hukum inersiaatau hukum kelembaman.

Mungkinkah di dunia ini ada benda yang tidak di-pengaruhi gaya? Di luar angkasa mungkin ada tetapi di bumi ini tidak mungkin. Contohnya saja setiap benda pasti dipengaruhi oleh gaya gravitasi atau berat. Dari keadaan inilah hukum I Newton dapat diartikan juga untuk benda yang dipengaruhi gaya tetapi resultannya nol. Sehingga hukum I Newton dapat dirumuskan seperti berikut.

ΣF = 0

Jika resultan gaya yang bekerja pada benda nol maka benda dapat mempertahankan diri. Coba kalian cermati contoh soal berikut sehingga lebih memahami.

KEGIATAN 1:

Kelembaman

A. Tujuan

Anda dapat mengamati dan mendefinisikan arti kelembaman.

B. Alat dan Bahan

1. Bola tenis

2. Selembar kertas

3. Sebuah meja dengan permukaan halus

C. Langkah Kerja

1. Letakkan selembar kertas di atas meja, kemudian letakkan bola tenis di atas kertas!

2. Tariklah kertas secara per-lahan-lahan!

3. Ulangi langkah kerja nomor 2, tetapi tarik kertas dengan cepat!

4.Ulangi langkah nomor dua, tetapi kertas ditarik secara perlahan-lahan dan hentikan secara mendadak!

D. Pertanyaan

1. Apa yang terjadi pada bola tenis saat kertas ditarik secara perlahan-lahan, cepat, dan perlahan-lahan kemudian di henti-kan?

2. Kesimpulan apa yang Anda peroleh dari peragaan teman Anda di depan kelas tersebut!

Contoh

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

Penyelesaian

Gaya-gaya yang bekerja pada balok seperti Gambar karena balok diam maka berlaku hukum I

Newton.

Σ F = 0

T −w = 0

T −50 = 0 berarti T = 50 N

2. Sebuah benda bermassa 40 kg ditarik melalui katrol sehingga memiliki posisi seperti Gambar 4.4(a). Jika sistem itu diam maka berapakah gaya F!

Penyelesaian

Benda yang bermassa akan memiliki berat.

w = m g = 40 .10 = 400 N

Pada sistem itu bekerja tiga gaya w, F dan T yang tidak segaris sehingga menentukan resultannya dapat digunakan sumbu koordinat X Y ( Metode Analisis).

Sistem diam berarti berlaku hukum I Newton.

Pada Sumbu Y:

ΣFy= 0

T sin 53^O−w = 0

T . 0,8 −400 = 0 berarti T = 500 N

Pada Sumbu X:

ΣFx= 0

F −T cos 53^O= 0

F −500 . 0,6 = 0

F = 300 N

TUGAS

1. Tiga buah gaya, F1= 10 N dan F2= 15 N, dan F3= cN bekerja pada sebuah benda, seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Jika benda tetap diam, berapakah nilai c

2. Bertha menarik tali yang terhubung benda melalui katrol seperti gambar. Benda tersebut bermassa 5,6 kg. Jika benda itu dalam keadaan diam maka berapakah gaya yang diberikan oleh Bertha? Jelaskan bagaimanakah caranya kalian menemukan jawaban tersebut!

3. Sebuah benda bermassa 20 kg berada di atas bidang miring yang kasar. Sudut kemiringan 37^O terhadap horisontal (cos 37⁰= 0,8). Percepatan gravitasi g = 10 m/s2. Berapakah gaya gesek yang bekerja pada balok sehingga balok dalam keadaan diam?

4. Di bawah digambarkan sistem-sistem benda dengan tali. Tentukan tegangan tali T1 dan dan T2 yang harus diberikan agar sistem dalam keadaan seimbang (diam)