Hukum Newton: Rumus, Unsur-Unsur dan Contoh Penerapannya

Sebagian dari Anda tentunya sudah tak asing lagi jika mendengar pembahasan tentang Hukum Newton. Materi terkait salah satu hukum di fisika ini sudah diajarkan sejak duduk di bangku SMP (Sekolah Menengah Pertama).

Kajian ilmu fisika ini bisa dibilang cukup penting karena sangat berhubungan di kehidupan sehari-hari. Tak hanya itu, materi dapat digunakan untuk mengerjakan segala persoalan yang berhubungan dengan gerak benda.

Apa Itu Hukum Newton?

Hukum gerak Newton diterangkan oleh seorang ilmuwan asal inggris yang bernama Sir Isaac Newton pada tahun 1643 - 1722. Sir Isaac menyebutkan bahwa Hukum Newton merupakan sebuah hukum yang menunjukkan hubungan antara gaya yang bekerja di sebuah benda dan gerak yang telah ditimbulkannya.

Hukum ini terdiri dari 3 macam sesuai peruntukannya, yaitu Hukum Gerak Newton 1, 2 dan 3. Jika ingin mengetahui perbedaannya, mari simak penjelasan dari setiap jenis hukum tersebut:

Hukum Gerak Newton I

Hukum yang ke 1 ini menggambarkan resultan gaya yang ada di sebuah benda dan memiliki komposisi nol. Apabila benda tersebut awalnya diam maka sampai kapan akan terus dalam posisi diam. Begitu sebaliknya, jika benda tersebut bergerak lurus beraturan maka posisinya akan bergerak dalam kecepatan yang sama.

Singkatnya, percepatan benda dalam hukum ini akan berbanding lurus dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan berat (massa) dari benda itu sendiri. Hukum ke I Newton ini biasa disebut dengan hukum inersia atau kelembaman.

Hukum Gerak Newton 2

Untuk hukum ke 2 ini berhubungan dengan keadaan benda dalam massa benda dan gaya yang bekerja pada benda ini juga akan diperhitungkan. Jadi, resultan suatu gaya bisa semakin besar jika mendapatkan kekuatan gaya yang searah seperti laju benda yang bergerak.

Maka dari itu, cepat atau lambatnya benda yang bergerak tentu dapat memberikan pengaruh pada arah gerak benda itu sendiri.

Hukum Gerak Newton 3

Hukum ketiga ini dapat diartikan sebagai gaya aksi reaksi yang menggambarkan semua aksi untuk menciptakan suatu reaksi. Hukum Newton yang satu ini lebih dikenal dengan sebutan reaksi.

Apabila suatu benda mengirimkan gaya untuk benda yang lain, benda kedua yang sudah diberikan gaya juga akan mengirimkan gaya yang sama seperti gaya yang sudah didapatkan dari benda pertama. Hanya saja untuk arah yang akan dihasilkan nantinya akan menjadi berlawanan.

Rumus Hukum Gerak Newton dan Contoh Penerapannya

Setelah memahami pengertiannya, sebaiknya ketahui juga tentang rumus yang digunakan. Setiap Hukum Gerak Newton tersebut ternyata juga memiliki rumus yang berbeda sehingga penting untuk diketahui. Tanpa perlu berlama-lama lagi, inilah beberapa rumus dari Hukum Gerak Newton:

Rumus Hukum Gerak Newton 1

Hukum Gerak Newton 1 menunjukkan kecenderungan suatu benda dalam mempertahankan kondisi, yakni diam atau bergerak lurus beraturan sehingga disebut kelembaman. Maka dari itu, hukum ini memiliki rumus singkat sebagai berikut:

∑ F = 0

Atau

Resultan Gaya yang Begerak (Kg m/s2)

Keterangan:

• ∑ F merupakan resultan gaya yang bergerak di sebuah benda atau N
• F merupakan resultan gaya yang bekerja di suatu benda atau N
• m merupakan massa atau berat benda yang mendapatkan gaya atau kg
• a merupakan percepatan suatu benda yang mendapatkan gaya atau m/s2
• Fg merupakan gaya gesek atau N
• u merupakan koefisien dari gaya gesekan
• n merupakan gaya normal atau N
• W merupakan gaya berat atau N
• m merupakan massa benda atau kg
• g merupakan gravitasi bumi atau m/s2
• S merupakan berat jenis atau N/m3
• p merupakan massa jenis atau kg/m3
• g merupakan berat benda atau N

Penerapan dari hukum ini yaitu ketiga sebuah mobil melaju pelan kemudian di gas secara mendadak, sehingga pengemudi yang ada di dalam mobil akan terdorong cukup keras ke belakang.

Hukum Gerak Newton 2

Untuk hukum gerak yang kedua ini menjelaskan tentang bagaimana konsep dari berat atau massa benda. Jika ukuran suatu benda semakin besar, tentu akan semakin sulit pula untuk mengubah arah geraknya.

Hukum gerak yang kerap disebut sebagai gaya ini memiliki rumus seperti berikut:

F = m x a

Keterangan:

Namun jika gaya yang bekerja di suatu benda memiliki jumlah lebih dari satu, maka rumusnya:

∑ F = ∑ m.a

Contoh dari penerapannya yaitu ketika batu dalam ukuran tertentu dilempar secara vertikal ke arah atas. Awal mulanya mungkin pergerakannya bisa cepat melambung tinggi, namun lama kelamaan akan semakin melambat dan berhenti karena adanya pengaruh gravitasi bumi.

Batu yang sudah dilempar ke arah atas tersebut akan kembali turun ke tanah. Pastinya dengan kecepatan massa benda yang ditambah dengan kecepatan dari gaya gravitasi.

Hukum Gerak Newton 3

Rumus yang digunakan pada Hukum Newton III ini terdiri dari beberapa jenis. Ketiga rumus tersebut adalah rumus gaya berat, rumus gaya gesek, dan rumus berat sejenis.

Gaya Gesek

Rumus gaya gesek pada Hukum Gerak Newton yang ke 3 yaitu:

Fg = u x n

Keterangan:

Gaya Berat

Untuk rumus gaya berat yang ada pada Hukum Gerak Newton ke 3 yakni:

W = m x g

Keterangan:

Berat Sejenis

Terakhir untuk rumus berat sejenis yang bisa digunakan adalah seperti di bawah ini:

S = p x g

Untuk contoh penerapannya ketika Anda berusaha mendayung sebuah perahu yang berada di atas air. Jika dayung tersebut digerakkan ke belakang, perahu yang dinaiki tentu akan bergerak maju.

Namun jika mendayung ke depan, pergerakkan dari perahu tersebut akan mengarah ke belakang. Hal tersebut karena Anda mengarahkan gaya pada dayung, sehingga perahu bisa menghasilkan gaya reaksi yang memiliki besaran sama dengan arah berlawanan.

Beragam Unsur dalam Hukum Gerak Newton

Hukum gerak ini juga memiliki beberapa unsur penting yang ada di dalamnya, diantaranya yaitu:

1. Gaya

Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan yang bisa mengarahkan suatu benda menuju ke benda yang lainnya. Gaya termasuk dalam unsur hukum gerak yang terbagi menjadi dua, yakni gaya sentuh dan gaya tidak sentuh.

2. Berat dan Massa Benda

Istilah massa tentunya sudah sering Anda dengar dalam ilmu fisika. Massa merupakan sifat yang dimiliki oleh suatu benda, yakni jumlah zat yang ada dalam benda. Sedangkan berat adalah gaya gravitasi pada suatu benda untuk melakukan pergerakan.

3. Kecepatan dan Kelajuan

Perlu diketahui bahwa kedua unsur ini memiliki arti yang berbeda dalam ilmu fisika. Kecepatan adalah cepat atau lambatnya perubahan posisi atau perubahan suatu benda dalam jangka waktu yang tertentu.

Sementara itu, kelajuan merupakan cepat lambatnya pergerakan benda yang mempunyai skala dari jarak yang tertentu sesuai dengan waktu tempuh.

Hukum Newton pada dasarnya memberikan suatu gambaran terkait hubungan antara massa, gaya dan percepatan. Jenis hukum ini terbagi dalam tiga bagian yaitu Hukum 1, Hukum 2 dan Hukum 3. Jika Anda memahaminya, pastinya bisa memahami dan memprediksi gerakan suatu benda.