Hukum Newton II: Pengertian, Bunyi, Rumus dan Contoh Soal

Hubungan antara gerak suatu benda dan gaya yang mempengaruhinya telah dirangkum dalam sebuah Hukum Newton. Hukum Newton ini sendiri terbagi dalam beberapa jenis, salah satunya adalah Hukum Newton II.

Jenis hukum ini diperkenalkan pada tahun 1643 sampai 1727 oleh seorang ilmuwan bernama Sir Isaac Newton. Kegunaannya bisa dibilang cukup penting dalam kehidupan sehari-hari, contohnya untuk mengetahui bahwa suatu benda bisa berubah kelajuannya karena adanya gaya.

Bunyi Hukum Newton II

Dilansir dari laman Encyclopedia Britannica, Hukum Gerak Newton kedua dapat diartikan sebagai deskripsi kuantitatif dari perubahan yang bisa dihasilkan oleh resultan gaya pada gerakan suatu benda.

Keberadaan hukum ini termasuk salah satu hukum yang memiliki peran cukup penting dalam ilmu fisika. Namun jika ingin lebih paham, sebaiknya pahami terlebih dahulu mengenai bunyinya seperti berikut:

Apabila gaya bekerja pada suatu benda, maka benda tersebut mampu menghasilkan percepatan dengan arah yang sama seperti resultan gaya. Besar dari kecepatan ini sama seperti resultan gaya, namun berbanding terbalik dengan berat atau massa bendanya.

Berdasarkan bunyi tersebut, hukum ini bisa disimpulkan menjadi beberapa hal penting, yaitu:

• Resultan gaya semakin besar jika menerima dorongan gaya dengan arah yang selaju dengan benda tersebut.
• Besar atau kecilnya percepatan yang ada pada suatu benda maka dapat memberikan pengaruh terhadap arah gerak benda.
• Apabila mendapat gaya tolak dengan arah yang berlawanan dengan gaya benda, maka laju gaya semakin lama akan mengecil karena mengalami perubahan kecepatan.
• F merupakan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda atau N
• m merupakan massa gaya yang mendapatkan gaya atau Kg
• a merupakan kecepatan benda yang mendapatkan gaya atau m/s2

Pada intinya, resultan gaya yang bekerja di sebuah benda dapat memberikan pengaruh terhadap kecepatan dan percepatannya. Sudah bisa dipastikan kalau berat atau massa benda memiliki peran yang cukup penting dalam hal ini.

Rumus yang Digunakan

Melalui adanya Hukum Newton ini, Sir Isaac Newton menjelaskan bahwa kecepatan suatu benda bisa berbanding lurus dengan resultan gaya dan akan menjadi berbanding terbalik dengan berat atau massanya. Arah kecepatan menjadi sama seperti arah gaya total yang disebabkannya.

Salah satu jenis Hukum Newton ini juga biasa disebut dengan gaya gerak. Hal tersebut pastinya bisa dituliskan dalam sebuah fungsi matematik seperti berikut:

F = m x a

Keterangan:

Sementara itu, jika resultan gaya yang bekerja lebih dari satu maka dapat dituliskan seperti berikut:

∑ F = ∑ m.a

Persamaan rumus Hukum Newton II tersebut dapat menggambarkan bahwa suatu benda yang mendapat gaya eksternal bisa mengalami percepatan. Selain itu, besarnya kecepatan yang dihasilkan sesuai dengan besar gaya.

Besarnya kecepatan menjadi berbanding terbalik untuk massa benda yang memiliki resultan gaya yang sama. Jika bendanya lebih berat maka kecepatan yang dihasilkan bisa lebih kecil dibandingkan benda yang ringan.

Penerapan Hukum Newton II di Kehidupan Sehari-Hari

Praktik Hukum Newton yang kedua ini dapat ditemukan dengan mudah di kehidupan sekitar. Dikutip dari sebuah buku yang ditulis oleh Maria Yulia Kua yang berjudul Teori dan Aplikasi Fisika Dasar, maka contohnya sebagai berikut:

1. Mengambil Air Sumur

Contoh yang pertama dapat dilihat dari pengambilan air untuk kebutuhan sehari-hari. Salah satunya seperti air yang diambil dari sebuah sumur dilakukan dengan menerapkan prinsip katrol. Katrol tersebut bisa dihubungkan menggunakan sebuah tali dan ember untuk menampung semua kapasitas air.

2. Memainkan Kelereng

Kelereng dengan ukuran kecil jika dimainkan maka bisa lebih cepat untuk menggelinding. Begitu sebaliknya, jika ukurannya lumayan besar sudah pasti akan menjadi lama. Alasan utamanya karena kecepatan benda berbanding terbalik dengan berat atau massanya.

3. Sistem Kerja Lift

Tanpa disadari bahwa sistem kerja yang digunakan oleh suatu lift ternyata memiliki gaya. Jika lift dalam kondisi bergerak ataupun diam dengan kecepatan tetap, maka untuk gaya normal (N) yang dihasilkan sama seperti gaya tarik bumi (w = m x g).

Namun jika lift dalam kondisi bergerak yang diperlambat atau dipercepat, gaya tekan yang dihasilkan sama seperti gaya normal dan berbeda dengan gaya gravitasi bumi.

4. Menarik Sebuah Gerobak

Jika Anda menarik gerobak yang didalamnya memiliki muatan penuh, pastinya untuk gaya yang diberikan akan semakin besar jika dibandingkan menarik sebuah gerobak tanpa muatan sama sekali alias kosong.

5. Mobil yang Melaju di Jalan Raya

Sebuah mobil yang melaju kencang di jalan raya akan menerima percepatan yang sesuai dengan gaya dan memiliki arah yang berbanding terbaik pada massa kendaraan tersebut. Jadi, jika massa benda semakin besar tentu gaya yang akan didapatkan juga semakin besar.

Contoh Soal Hukum Gerak Newton 2

Untuk melengkapi pembahasan terkait Hukum Newton II, kali ini akan diberikan beberapa contoh soalnya. Contoh ini tentu bisa dijadikan sedikit gambaran yang mungkin bisa membantu untuk melakukan perhitungan.

1. Sebuah kelereng memiliki massa 10 gram yang dipukul dengan gaya sebesar 2 N. Akibatnya, benda yang pada awalnya diam telah mengalami pergerakan. Kecepatan dari gerak kelereng tersebut yaitu........

Diketahui:

m = 450 gram = 0,45 kg

F = 2 N

Jawaban:

Untuk mendapatkan kecepatan gerak kelereng, silahkan coba persamaan Hukum Newton yang kedua sebagai berikut:

F = m x a

2 = (0,45) a

a = 4,44 m/s2

Jadi, kecepatan dari gerak kelereng tersebut yaitu 4,44 m/s2.

2. Roda mobil yang belum terpasang memiliki massa mencapai 100 kg. Jika roda tersebut menggelinding maka akan mendapatkan gaya percepatan sekitar 7,9 m/s2. Lalu seberapa besarkah gaya yang dibutuhkan untuk menggelindingkan roda mobil tersebut:

Diketahui:

m = 100 kg

a = 7,9 m/s2

Jawaban:

F = m x a

100 kg x 7,9 m/s2

790 kg m/s2

790 N

Jadi, gaya yang dibutuhkan untuk menggelindingkan roda mobil tersebut adalah 790 N.

3. Kardus besar dengan massa sebesar 10 kg tidak bergerak atau di atas lantai bangunan yang licin. Namun, kardus tersebut mendapatkan gaya mendatar mencapai 20 N sampai bisa bergerak. Besarnya percepatan kardus setelah mengalami pergerakan selama 4 s yaitu....

Diketahui:

m = 10 kg

F = 20 N

t = 2 m/s2

V0 = 0 (diam)

Jawaban:

Pertama Anda harus mencari terlebih dahulu pergerakan kardus setelah mendapatkan gaya sebesar 20 N.

F = m x a

20 = 10 a

A = 2m/s2

Jika sudah, silahkan substitusikan secara langsung dari nilai a = 2 m/s2 pada persamaan percepatan sebagai berikut:

V1 = V0 + at

= 0 (2) (2)

= 4 m/s

Maka, percepatan dari kardus setelah mengalami pergerakan selama 2 s yaitu 4 m/s.

Hukum Newton II akan memberitahu kita bahwasanya suatu benda bisa mengalami perubahan kecepatan atau kelajuan karena adanya gaya. Praktik dari jenis Hukum Newton yang satu ini dapat dijumpai dengan mudah di kehidupan sehari-hari sehingga keberadaannya penting untuk dipelajari.