Hukum Newton 1, 2 dan 3 – Pernahkah kamu membayangkan benda yang bergerak?, misalnya sebuah kelapa jatuh dari pohonnya, kapal layar yang mampu berlayar atau sebuah roket yang mampu meluncur sangat kencang.
Mengapa benda-benda bermassa tersebut mampu bergerak?, benda-benda yang bermassa tersebut dapat bergerak disebabkan adanya sesuatu. Nah, sesuatu yang menyebabkan benda itu bergerak kita namakan sebagai gaya (F).
Gaya ada dua macam arah yakni gaya yang berupa tarikan dan adapula gaya yang berupa dorongan. Gaya yang berupa tarikan misalnya gaya gravitasi bumi yang menarik buah kelapa ke bawah menuju titik pusat bumi sehingga saat batang buahnya rapuh, maka buah kelapa akan terjatuh. Sedangkan gaya dorong misalnya saat kamu mendorong gerobak sehingga berjalan.
Untuk lebih jelasnya, lihat gambar di bawah ini.
Konsep yang terkenal dalam dinamika gerak ini dikemukakan oleh Isaac Newton dalam bukunya Principia. Ada tiga teori Newton yaitu Hukum Newton 1, 2 dan 3 yang akan kita bahas di bawah ini.
Hukum Newton 1
Pada hukum pertama ini, Isaac Newton menjelaskan bahwa pada dasarnya benda yang mula-mula dalam keadaan diam akan terus diam selama tidak ada gaya yang membuatnya bergerak. Begitu pula sebaliknya, benda yang bergerak dengan kecepatan konstan pada jalan yang lurus akan tetap bergerak selama tidak ada gaya yang membuatnya menjadi diam.
Baca juga: Gaya normal, gaya berat dan gaya gesek
Keadaan suatu benda dalam mempertahankan kedudukannya dinamakan sebagai kelembaman atau inersia. Oleh karena itu, pada hukum pertama Newton disebut juga sebagai hukum kelembaman.
Bukti adanya sifat kelembaman pada benda, bisa kita lihat saat kita berada di atas kendaraan. Pada contoh hukum Newton 1 di atas, mula-mula mobil dan orang dalam keadaan diam (tidak bergerak sama sekali).
Tatkala mobil tiba-tiba bergerak maju ke depan, badan orang tersebut dalam beberapa saat ingin tetap mempertahankan posisinya semula yakni dalam keadaan diam. Tapi secara bersamaan, tubuh orang tersebut dipaksa bergerak ke depan mengikuti gerak mobil yang ditumpanginya. Hal ini menyebabkan orang tersebut kehilangan keseimbangan tubuh sehingga terpental ke belakang.
Baca juga: Perbedaan gaung dan gema
Kejadian ini berlaku juga sebaliknya. Pada saat mobil dan orang bergerak maju ke depan secara bersama-sama tiba-tiba saja mobil berhenti secara mendadak. Apa yang terjadi pada tubuh orang tersebut?
Tubuh orang tersebut untuk beberapa saat ingin mempertahankan kedudukannya semula yakni tetap bergerak jalan ke depan. Akan tetapi secara bersamaan mobil yang ditumpanginya memaksa orang tersebut untuk berhenti. Hal ini menyebabkan tubuh akan kehilangan keseimbangan sehingga orang tersebut akan terpental ke depan.
Hukum Newton pertama berbunyi “Bila resultan gaya (jumlah total gaya) yang bekerja pada benda nol, atau tidak ada gaya yang bekerja pada benda, maka benda itu akan diam (tak bergerak) atau akan bergerak dengan kecepatan konstan pada lintasan lurus”. Jika ditulis dalam matematik menjadi
∑ F = 0
Hukum Newton 2
Pada hukum pertama Newton diterangkan bahwa benda akan mempertahankan keadaannya selama jumlah total gaya yang bekerja pada benda tersebut nol. Jika keadaan benda tersebut diam, maka dia akan diam selamanya namun jika keadaan benda tersebut bergerak, maka benda akan bergerak selamanya dalam kecepatan konstan dan lintasannya berupa garis lurus.
Lalu, bagaimana jika resultan gaya atau jumlah gaya yang bekerja pada benda tidak sama dengan nol?. Maka untuk menjawab pertanyaan ini, Newton melakukan eksperimen.
Hasil eksperimen Isaac Newton menunjukkan bahwa benda yang resultan gayanya tidak sama dengan nol akan mengakibatkan benda tersebut bergerak dengan percepatan tertentu. Dengan demikian, maka resultan gaya akan sebanding dengan percepatan benda.
Baca juga: Contoh soal hukum Newton 2 dan 3
Fakta lain juga menerangkan bahwa ternyata resultan gaya yang sama besarnya bila diberlakukan pada benda yang berbeda, maka akan menghasilkan percepatan yang berbeda. Hal ini menimbulkan pertanyaan mengapa percepatannya bisa berbeda? pasti besarnya resultan gaya bukan hanya sebanding dengan percepatan saja.
Setelah terus melakukan eksperimennya, Isaac Newton kemudian mengemukakan konsep massa benda dimana resultan gaya yang bekerja pada benda berbanding dengan besarnya massa benda dan percepatan benda.
Massa benda merupakan ukuran kelembaman suatu benda. Semakin besar massa benda, maka dibutuhkan gaya yang lebih besar untuk membuat benda tersebut bisa bergerak. Atau bila benda tersebut bergerak, maka dibutuhkan gaya yang lebih besar untuk menghentikannya.
Semakin besar gaya resultan yang bekerja pada benda, maka percepatan benda tersebut akan semakin besar. Bagaimana dengan arah gerak benda? Arah gerak benda = arah percepatan yang juga sama dengan arah resultan gayanya.
∑ F = m.a
Keterangan:
∑ F = jumlah total gaya yang bekerja pada benda (Newton disingkat N)
m = massa benda (Kg)
a = percepatan benda (m/s2)
Hukum Newton 3
Pada eksperimen selanjutnya, Newton mengemukakan bahwa gaya akan muncul secara berpasangan. Jadi ketika benda diberi sebuah gaya, maka akan muncul gaya yang berlawanan arah yang menahan gaya yang datang.
Misalnya ketika kamu menginjak lantai, maka pada saat itu juga kamu sedangkan memberikan gaya ke lantai. Dan lantaipun memberikan gaya yang berlawanan arah kepada kakimu.
Baca juga: Penulisan angka penting
Contoh lainya misalnya ketika kamu mendorong tembok (gaya aksi), maka tembok akan memberikan gaya yang sama namun berlawanan arah (gaya reaksi) dengan arah gaya yang kamu berikan. Jika gaya reaksi lebih kecil daripada gaya aksi, maka tembok akan roboh.
Dengan kata lain, jika ada gaya aksi pada benda, maka akan muncul gaya reaksi pada benda yang arahnya berbeda dengan gaya aksi. Sehingga bisa dirumuskan sebagai berikut:
Faksi = -Freaksi
Nah, apabila ada pertanyaan terkait hukum Newton 1, 2 dan 3 bisa ditulis di bawah ini. Untuk contoh soal dan jawaban hukum Newton akan kita bahas pada halaman selanjutnya.
Daftar Pustaka:
Saripudin, Aip dkk. 2009. Praktis Belajar Fisika 1. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Nasional.
Widodo, Tri. 2009. Fisika: Untuk SMA dan MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Nasional.
