Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton

nomor 1 pengamatan kejadian yang terjadi ketika kertas ditarik secara perlahan-lahan : jika kertas dibawah koin/logam maka koin/logam akan ikut bergerak bersama kertas searah dengan tarikan kertas. pengamatan kerjadian yang terjadi ketika kertas ditarik dengan cepat: jika kertas dibawah koin/logam ditarik secara cepat, maka koin/logam akan jatuh kedalam gelas.

nomor 2 saat kertas ditarik secara horizontal, koin/logam yang berada di atas kertas akan jatuh tepat pada gelas yang ada di bawah gelas sesuai posisi koin/logam tersebut. Hal ini sesuai dengan prinsip hukum 1 newton yaitu " setiap benda akan mempertahankan keadaaan diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali ada gaya yang bekerja untuk mengubahnya".

PEMBAHASAN

HUKUM NEWTON

Hukum Newton adalah  rumusan dasar mekanika klasik yang memberikan gambaran mengenai gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Disebut juga hukum gerak monumental, berkembang dalam buku karya isaac newton sendiri yaitu Mathematical Principles of Natural Philosopy (The Principia).

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton
      Bunyi Hukum 1 Newton

Bunyi: “Jika resultan gaya yang bekerja pada benda yang sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam. Benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap lurus beraturan dengan kecepatan tetap bergerak lurus beraturan”

Hukum I newton juga dapat dinyatakan bila sebuah benda dalam keadaan diam maka benda itu akan tetap diam dan jika bergerak dengan kecepatan tetap akan terus bergerak dengan kecepatan tetap .

Maksud hukum newton 1 yaitu benda yang diam akan tetap diam dan tidak akan bergerak sampai ada gaya (dorongan atau tarikan) yang kemudian membuatnya bergerak, dan benda bergerak akan terus bergerak dan akan diam apabila ada gaya yang mempengaruhinya untuk diam. (Intan , 2013)

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton
      Rumus hukum 1 newton

∑F = 0 

v = 0 atau v = konstan

Contoh hukum newton 1 dalam kehidupan sehari-hari:

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton

  • Ketika mobil bergerak cepat dan di rem mendadak maka penumpang akan merasa terdorong ke depan
  • Mobil yang dalam kondisi berhenti, kemudian bergerak cepat ke depan maka penumpang akan terdorong ke belakang
  • Koin diatas kertas di atas meja akan tetap diam jika kertas ditarik dengan cepat

Perlu diingat bahwa yang terjadi pada Hukum Pertama Newton adalah gaya total. Sebagai contoh , sebuah kotak yang diam di atas meja datar akan memiliki dua gaya yang bekerja padanya, yakni : gaya ke bawah akibat gaya gravitasi dan gaya dorong ke atas oleh permukaan meja. Dorongan ke atas dari permukaan meja, hanyalah sebesar gaya tarik ke bawah akibat gravitasi, jadi gaya total yang dialami buku adalah nol. Ingat bahwa besarnya gaya tersebut sama namun memiliki arah yang berlawanan sehingga saling menghilangkan. Karena besarnya gaya total = 0, buku tersebut berada dalam kesetimbangan, yang membuatnya diam alias tidak bergerak (benda bergerak dari keadaan diam jika gaya total tidak nol/jika ada gaya total. Pada kasus benda yang sedang bergerak, apabila gaya total nol maka benda bergerak dengan laju tetap). Gaya ke atas dari permukaan disebut Gaya Normal (N), karena arahnya normal atau tegak lurus terhadap permukaan yang bersentuhan.

Contoh penerapan Hukum Newton I dapat kamu amati apabila kamu sedang dalam kendaraan yang sedang bergerak kemudian direm secara mendadak, maka badan kamu akan terdorong ke depan. Itulah yang dimaksud dengan “kecenderungan untuk tetap melaju”. Contoh lainnya dapat kamu amati apabila kamu sedang duduk pada kendaraan yang diam kemudian bergerak secara mendadak, maka badan kamu akan tersentak ke belakang. Itulah yang dimaksud dengan “kecenderungan untuk tetap diam”. (Martono, K, 1984)

Contoh:

      Selembar kertas diletakkan di atas meja dan sebuah kelereng diletakkan di atas kertas tersebut.

1.      Tariklah kertas itu cepat-cepat dengan sekali sentakan. Apakah yang terjadi dengan kelereng tersebut?

2.      Ulangi percobaan ini beberapa kali dengan cara yang sama. Dari percobaan-percobaan itu, kesimpulan apa yang dapat kamu ambil mengenai gerak kelereng itu?

Jawab:

1.      Yang akan terjadi dengan kelereng apabila kertas itu ditarik dengan sekali sentakan adalah kelereng akan cenderung diam pada posisinya (tidak berpindah tempat).

2.      Dari percobaan nomor 1 dapat ditarik kesimpulan mengenai gerak kelereng tersebut yaitu kelereng tetap diam pada  posisinya karena:

a.    Sifat benda pada saat diam (v = 0) cenderung mempertahankan posisi diamnya.

b.    Gaya yang diberikan oleh tangan terhadap kertas lebih besar daripada gaya reaksi yang dilakukan oleh kelereng terhadap kertas ( ∑F ≠ 0) yang menyebabkan kelereng tidak ikut berpindah dengan kertas dan tetap dian pada posisi awalnya.

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton
     Hukun Newton Pertama Sebagai Hukum Kelembaman

Mengapa pemain ice skating yang meluncur tanpa menggerakkan tenaganya sama dengan pemain yang meluncur dengan menggunakan tenaga?

            Ketika pemain meluncur tanpa menggerakkan tenaga, maka tidak ada gaya yang bekerja pada pemain tersebut, tetapi pemain tersebut dapat terus meluncur dengan kecepatan yang hampir tetap. Hal ini disebabkan karena lapangan atau arena bermain ice skating yang sangat licin, sehingga gaya gesekan yang terjadi hampir tidak ada atau sama dengan nol.

            Pernyataan di atas sesuai dengan Hukum I Newton yang secara matematis ditulis:

ΣF = 0

“Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan jika benda mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatanan konstan”.

 Hukum I Newton ini juga menggambarkan sifat benda yang selalu mempertahankan keadaan diam atau keadaan bergeraknya yang dinamakan inersia atau kelembaman. Oleh karena itu, Hukum I Newton dikenal juga dengan sebutan Hukum Kelembaman. Kelembaman pada suatu benda menyebabkan sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan tetap akan tetap bergerak pada kecepatan tersebut dan benda-benda yang diam akan tetap diam, kecuali ada gaya-gaya tak setimbang yang bekerja padanya.

  Contoh paling umum dari Hukum I Newton atau Hukum Kelembaman ini dalam kehidupan sehari-hari adalah pada saat menumpangi bus. Prinsip kelembaman ini dapat menyebabkan tubuh kalian terdorong ke depan ketika bus yang kalian tumpangi tiba-tiba direm atau terdorong ke belakang ketika bus bergerak maju secara mendadak. Keadaan tersebut berhubungan dengan sifat kelembaman yang ada pada diri.      

Hukum pertama Newton menyatakan bahwa sebuah benda dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap diam atau akan terus bergerak dengan kecepatan konstan kecuali ada gaya eksternal yang bekerja pada benda itu. Kecenderungan ini digambarkan dengan mengatakan bahwa benda mempunyai kelembaman. Benda yang mula-mula diam akan mempertahankan keadaan diamnya ( malas bergerak ), dan benda yang mula-mula bergerak akan mempertahankan keadaan bergeraknya ( malas berhenti ). Sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaan geraknya ( diam atau bergerak ) inilah yang disebut kelembaman atau inersia ( kemalasan ). Oleh karena itu hukum pertama Newton disebut juga hukum Kelembaman atau Hukum inersia

Sebuah benda hanya dapat dipercepat jika resultan gaya atau gaya yang bekerja pada benda tidak seimbang. Gaya-gaya yang tidak seimbang akan mempercepat suatu benda karena gaya tersebut memnyebabkan benda mengalami perubahan kecepatan. Menurut Newton, percepatan suatu benda yang dihasilkan resultan gaya yang tidak seimbang berbanding lurus dengan resultan gayanya dan berbanding terbalik dengan massanya.

Percepatan (a) yang dihasilkan oleh resultan gaya (R) yang bekerja pada suatu benda sebanding dan searah dengan resultan gaya serta berbanding terbalik dengan massa benda (m)”. Gaya satu newton (1 N) didefinisikan sebagai gaya yang menghasilkan percepatan 1 m /  ketika bekerja pada benda yang massanya 1 kg. Dapat dinyatakan dengan :

a =  atau  = m . a

Menurut Newton, ketika dua benda A dan B berinteraksi satu sama lain maka benda tersebut saling mengerjakan gaya. Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda yang besarnya sama tapi tetapi berlawanan arah. (Sidiq, 2014)

VEKTOR RESULTAN

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton
Secara sederhana pengertian vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah. Contoh dari besaran ini misalnya perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya, dan sebagainya. Untuk menggambarkan vektor digunakan garis berarah yang bertitik pangkal. Panjang garis sebagai nilai vektor dah anak panah menunjukkan arahnya. Simbol vektor menggunakan huruf kapital yang dicetak tebal (bold)  atau miring dengan tanda panah di atasnya seperti gambar berikut:

Vektor AB ditulis AB

1.      Menggambar sebuah Vektor

Vektor pada bidang datar mempunyai 2 komponen yaitu pada sumbu x dan sumbu y. Khusus untuk vektor yang segaris dengan sumbu x atau y berarti hanya mempunyai 1 komponen. Komponen vektor adalah vektor yang bekerja menuyusun suatu vektor hasil (resultan vektor). Oleh karenanya vektor bisa dipindahkan titik pangkalnya asalkan tidak berubah besar dan arahnya.

Secara matematis vektor dapat dituliskan A = Ax+Ay dimana A adalah resultan dari komponen-komponenya berupa Ax dan Ay.

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton

2.      Penjumlahan Vekor

Inti dari operasi penjumlahan vektor ialah mencari sebuah vektor yang komponen-komponennya adalah jumlah dari kedua komponen-komponen vektor pembentuknya atau secara sederhana berarti mencari resultan dari 2 vektor. Aga susah memang dipahami dari definisi tertulis. Kita coba memahaminya dengan contoh

Untuk vektor segaris, resultannya

R = A + B + C + n dst…

untuk penjumlahan vektor yang tidak segaris misalnya seperti gambar di bawah ini

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton

rumus penjumlahan vektor bisa didapat dari persamaan berikut

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton

Menurut aturan cosinus dalam segitiga:

ü  (OR)2 = (OP)2 + (PR)2 – 2(OP)(PR) cos (180o – α)

ü  (OR)2 = (OP)2 + (PR)2 – 2(OP)(PR) cos (-cos α)

ü  (OR)2 = (OP)2 + (PR)2 – 2(OP)(PR) cos α
Jika OP = A, PR = B, dan Resultan ‘R’ = OR

maka didapat persamaan
R2 = A2 + B2 – 2AB cos α
Rumus menghitung resultan vektornya

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton

Dalam penjumlahan vektor sobat hitung bisa menggunakan 2 cara

·         Penjumlahan Vektor dengan cara Jajar Genjang (Pararelogram)

yaitu seprti yang dijelaskan di atas. Metode yang digunakan adalah dengan mencari diagonal jajar genjang yang terbentuk dari 2 vektor dan tidak ada pemindahan titik tangkap vektor.

·         Penjumlahan Vektor dengan Cara Segitiga

pada metode ini dilakukan pemindahan titik tangka vektor 1 ke ujung vektor yang lain kemudian menghubungkan titi tangkap atau titik pangkal vektor pertama dengn titik ujung vektor ke dua. Lihat ilustrasi gambar di bawah ini.

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton

Untuk vektor yang lebih dari 2, sama saja. Lakukan satu demi satu hingga ketemu resultan akhirnya.  Dari gambar di atas, V = A + B dan R = V + C atau R  = A + B + C

3.       Pengurangan Vektor

Pengurangan Vektor pada prinsipnya sama dengan penjumlahan, cuma yang membedakan adalah ada salah satu vektor yang  mempunyai arah yang berlawanan. Misalnya vektor A bergerak ke arah timur dan B bergerak ke arah barat maka resultannya

R = A + (-B) = A – B

Rumus Cepat Vektor

berikut rumus cepat panduan mengerjakan soal vektor fisika

Jika α = 0o maka R = V1 + V2

Jika α = 90o maka R = √(V12 + V22)

Jika α = 180o maka R = | V1 + V2 | –> nilai mutlak

Jika α = 120o dan V1 = V2 = V maka R = V

Contoh Soal

Dua buah vektor sebidang erturut-turut besarnya 8 satuan dan 6 satuan, bertitik tangkap sama dan mengapit sudut 30o Tentukan besar dan arah resultan  vektor tersebut tersebut!

Jawaban :

Jika kertas ditarik dengan cepat dan kondisi yang terjadi terkait dengan hukum 1 Newton


R = 82 + 62 + 2.6.8.cos 30 R = 64 + 36 + 96 0,5 √3

R = 100 + 48√3

DAFTAR PUSTAKA

Intan , 2013 , makalah aplikasi turunan , 

http://sebutsajaintan.blogspot.co.id/2013/10/makalah-aplikasi-turunan.html (diakses pada   tanggal 9 September 2017 pada Pukul 15.02 WIB )

Martono, K, 1984, Kalkulus Dan Ilmu Ukur Analitik 2, Angkasa, Bandung

Tim penyusun, 2017, Kalkulus Diferensial,Universitas Negeri Medan

Sidiq, 2014, Hukum 1 Newton, http://sidqioe.blogspot.co.id/2014/05/laporan-praktek  hukum-i-newton.html (diakses pada tanggal 02 Oktober 2017 pada pukul 15.00 WIB)

http://www.studiobelajar.com/hukum-newton-1-2-3/  (diakses pada tanggal 02 oktober p2017 pada pukul 18.00)



Page 2