Pengertian Hukum Newton beserta Rumus dan Contohnya

Pengertian Hukum Newton

Hukum-hukum Newton adalah hukum yang mengatur tentang gerak. Hukum gerak Newton itu sendiri merupakan hukum yang fundamental. Artinya, pertama hukum ini tidak dapat dibuktikan dari prinsip-prinsip lain. Kedua, hukum ini memungkinkan kita agar dapat memahami jenis gerak yang paling umum yang merupakan dasar mekanika klasik.

Hukum gerak Newton adalah tiga hukum yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophi Naturalis Principa Mathematica, pertama kali ditebitkan pada 05 Juli 1687.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Konsep dan Penerapan Hukum Archimedes

Sejarah Penemu Hukum Newton

Isaac Newton lahir di Woolthorpe, Lincolnshire, Inggris, pada tanggal 25 Desember tahun 1642. Newton dilahirkan secara premature, dua minggu sebelum Isaac lahir ayahnya yang bernama Issac Newton meninggal dunia, sehingga nama dia diambil dari nama ayahnya sendiri. Kehidupan pada masa kecil beliau sering mengalami sakit-sakitan. Saat berusia 3 tahun ibunya (Hannah) menikah dengan seorang pendeta dari Desa North Witham, tidak jauh dari tempat tinggal mereka, tapi Isaac tetap tinggal di Woolthorpe dengan neneknya. Pada tahun 1659, Isaac kemudian bersekolah di King’s College di Grantham, tidak jauh dari tempat tinggalnya. Ia anak yang rajin dan suka belajar, ketimbang bermain-main seperti anak laki-laki lainnya.

Untuk kedua kalinya ibunya menjadi janda tatkala Isaac berumur 14 tahun. Isaac berhenti sekolah karena ia harus bekerja di ladang dan di peternakan untuk menghidupi ibunya dan ketiga adik tirinya yang lebih muda dari dia. Tentu Isaac sangat kehilangan sekolahnya dan ibunya menyadari itu. Ketika universitas King’s College bersedia membebaskan biaya sekolah Isaac karena kepandaian dan keadaan keluarganya yang miskin, Isaac kembali sekolah sampai selesai. Kemudian Isaac melanjutkan pendidikannya ke Trinity College di Universitas Cambridge dengan niat menjadi pendeta gereja Inggris, pada saat itu Isaac berusia 18 tahun. Lagi-lagi, ia mengalami kesulitan hidup. Untuk membiayai sekolahnya, ia terpaksa melakoni berbagai pekerjaan hingga berjam-jam setiap hari, termasuk bekerja untuk profesornya.

Isaac lulus tahun 1665, tak lama sebelum wabah pes yang dikenal sebagai Black Death melanda London. Semua universitas ditutup selama wabah merajalela. Isaac kembali ke peternakan keluarganya yang sekarang diurus oleh adiknya. Di situ, Isaac melanjutkan studi dan penelitiannya mengenai teorema binomial, cahaya, teleskop, kalkulus, dan teologi. Ketika Universitas Cambridge dibuka kembali, Newton melanjutkan pendidikannya untuk memperoleh gelar sarjana, sambil mengajar dan melakukan penelitian.

Tahun 1672 Newton diterima sebagai anggota Royal Society–kelompok ilmuwan yang mengabdikan diri kepada metode eksperimental. Kepada kelompok ini, dia menyumbangkan salah satu teleskopnya yang baru bersama temuannya tentang cahaya. Kemudian pada tahun 1689 sampai 1690 Isaac Newton mewakili Universitas Cambridge sebagai Anggota Parlemen, pada tahun ini kesehatannya memburuk namun sembuh kembali seperti semula.

Umur 80 tahun, Newton sering dililit penyakit tetapi penglihatannya masih baik. Untuk membantu mengakomodasi kegiatannya, dipekerjakanlah seorang asisten. Newton tidak menikah tapi ketiga saudara tirinya tetap mendapat perhatian darinya., Newton meninggal tahun 1727, dalam usia 84 tahun. Dia mendapat kehormatan dimakamkan di Westminster Abbey. tempat peristirahatan terakhir bagi keluarga raja, orang terkenal, pahlawan dan ilmuwan. Setelah Newton meninggal, untuk mengenang jasa-jasanya dibuatlah mata uang bergambar Newton.

Latar belakang penemuan hukum Newton

Ide terbesar Newton justru terjadi pada tahun 1666. Pada siang hari dia membaca dan merenungkan teori Copernicus, Galileo dan Kepler tentang orbit bumi di bawah pohon apel. Sebuah apel jatuh menimpanya dan dia langsung mengambil kesimpulan bahwa bulan juga mempunyai daya tarik karena [bulan] tidak jatuh ke bumi sama seperti apel yang dikenal dengan gravitasi. Tujuh tahun kemudian, dia baru mendapatkan jawabannya. Mulai bosan berkutat dengan alam semesta, Newton mulai melakukan eksperimen tentang cahaya. Newton mengawali penjelajahan sains dengan dasar pemikiran Galileo, analitikal geometri dari Descartes dan hukum Kepler tentang gerakan planet yang ada di otak. Ketiga orang inilah yang disebut Newton dengan raksasa-raksasa yang menggendongnya. Newton memformulasikan tiga hukum yang mengatur semua gerakan (fenomena) dalam alam semesta dari galaksi di jagad raya sampai elektron berputar mengelilingi nukleus. Hukum gerak Newton mampu bertahan tiga abad.. Tidaklah lengkap apabila tidak menampilkan hukum Newton yang menjadi legenda sampai sekarang.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Kuantum Dalam Dunia Fisika

Hukum I Newton

Bunyi Hukum I Newton

“Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol maka benda diam akan tetap diam dan benda bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan“.

Dirumuskan secara matematis menjadi:

Bunyi Hukum I Newton

Artinya :

Sebuah benda yang sedang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.
Sebuah benda yang sedang bergerak, tidak akan berubah kecepatannya kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya

Contoh dalam kehidupan sehari-hari

Penumpang akan serasa terdorong kedepan saat mobil yang bergerak cepat direm mendadak.
Koin yang berada di atas kertas di meja akan tetap disana ketika kertas ditarik secara

Hukun Newton Pertama Sebagai Hukum Kelembaman

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.

Contoh penerapan hukum I Newton yaitu :

Sediakan alat-alat antara lain Kelereng, kertas, dan meja!
Letakkan kelereng di atas kertas pada meja yang mendatar hingga keadaan kelereng diam!
Tarik kertas dengan mendadak / sentakan!
Ulangi langkah (ii) tetapi kertas ditarik perlahan-lahan, kemudian hentikan kertas tersebut secara mendadak!
Amati yang terjadi!

Berdasarkan kegiatan diatas, dapat disimpulkan bahwa setiap benda yang diam cenderung untuk tetap diam dan benda yang bergerak lurus beraturan cenderung untuk tetap bergerak lurus beraturan (ingin mempertahankan keadaannya). Sifat demikian itulah yang disebut sebagai kelembaman (inersia) suatu benda.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Kumpulan Rumus Fisika Smp Lengkap Dengan Keterangannya

Hukum II Newton

Bunyi Hukum II Newton

“Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan besar gaya itu ( searah dengan gaya itu ) dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut”.

Secara matematis dapat ditulis :

a = f/m

Dimana :

F = gaya, Satuannya N
m = massa, Satuannya Kg
a = Percepatan, Satuannya ms^-2

Gaya, Massa, dan Hukum Kedua Newton

Hukum kedua Newton menetapkan hubungan antara besaran dinamika gaya dan massa dan besaran kinematika percepatan, kecepatan, dan perpindahan. Gaya adalah suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda mengubah kecepatannya, artinya dipercepat. Arah gaya adalah arah percepatan yang disebabkan jika gaya itu adalah satu-satunya gaya yang bekerja pada benda tersebut. Besarnya gaya adalah hasil kali massa benda dan besarnya percepatan yang dihasilkan gaya. Massa adalah sifat intristik sebuah benda mengukur resistensinya terhadap percepatan.

Contoh penerapan Hukum II Newton :

Pada gambar disamping, sebuah benda ditarik dengan gaya F. Dengan adanya gaya F, maka benda bergerak dengan percepatan a. Pada kasus yang kedua, benda dengan massa m ditarik oleh 2 orang dengan gaya 2F. Pada Kasus yang kedua ini, benda bergerak dengan percepatan 2a, massa benda ditambah dan ditarik dengan gaya F. Pada kasus yang ketiga benda bergerak dengan percepatana/2 .

Dalam hukum ini, Newton menyimpulkan sebagai berikut :

Percepatan benda yang disebabkan adanya resultan gaya pada benda dengan massa m berbanding langsung ( sebanding ) dengan besar resultan gaya. Makin besar gaya, makin besar percepatan.
Percepatan benda yang disebabkan adanya resultan gaya pada benda berbanding terbalik dengan massa benda m. Makin besar massa, makin kecil percepatan.

Contoh soal :

Mobil-mobilan bermassa 2 Kg diam diatas lantai licin, kemudian diberi gaya tertentu dan bergerak dengan percepatan 10m/s². Berapakah gaya yang diberikan pada mobil-mobilan?

Diketahui :

m = 2 Kg
a = 10 m/s²

Ditanya : F ?

Jawab :

F = m.a
= 2 Kg . 10 m/s² = 20 N

Contoh dalam kehidupan sehari

Mobil yang melaju dijalan raya akan mendapatkan percepatan yang sebanding dengan gaya dan berbading terbalik dengan massa mobil tersebut

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : 5 Teori Fisika Yang Belum Terpecahkan [WAJIB BACA]

Hukum III Newton

Hukum III Newton tentang gerak menyatakan bahwa bila suatu benda melakukan gaya pada benda lainnya, maka akan menimbulkan gaya yang besarnya sama dengan arah yang berlawanan. Dengan kata lain, Hukum III

Newton ini berbunyi :

Gaya aksi = gaya reaksi.
Gaya aksi = gaya yang bekerja pada benda.
Gaya reaksi = gaya reaksi benda akibat gaya aksi.

Untuk setiap gaya aksi yang dilakukan, selalu ada gaya reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan, atau gaya interaksi antara dua buah benda selalu sama besar tetapi berlawanan arah. Harus selalu diingat bahwa pasangan gaya yang dimaksudkan dalam Hukum III Newton ini bekerja pada dua benda yang berbeda. Gaya mana yang merupakan gaya reaksi pada dasarnya tidak dapat ditentukan. Namun demikian, biasanya dalam soal fisika disebutkan bahwa gaya aksi adalah gaya yang kita lakukan, meskipun sebenarnya bisa dipertukarkan.

Hukum ketiga menyatakan bahwa tidak ada gaya timbul di alam semesta ini, tanpa keberadaan gaya lain yang sama dan berlawanan dengan gaya itu. Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah benda ( aksi ) maka benda itu akan mengerjakan gaya yang sama besar namun berlawanan arah ( reaksi ).

Dengan kata lain gaya selalu muncul berpasangan. Tidak pernah ada gaya yang muncul sendirian.

Sebagai Contoh, ketika kita berjalan, telapak kaki kita mendorong tanah kebelakang ( aksi ). Sebagai reaksi, tanah mendorong telapak kaki kita ke depan, sehingga kita berjalan kedepan.

Contoh lain, Ketika seseorang mendayung perahu, pada waktu mengayunkan dayung, pendayung mendorong air ke belakang ( aksi ). Sebagai reaksi, air memberi gaya pada dayung kedepan sehingga perahu bergerak kedepan.

Secara matematis, Hukum III Newton ditulis sebagai berikut :

Hukum III Newton

Yang bisa dibaca sebagai “ gaya benda A yang bekerja pada benda B sama dengannegativ gaya benda B yang bekerja pada benda A ”

Besarnya gaya reaksi sama dengan besarnya gaya aksi. Tanda negatif menyatakan bahwa arah gaya reaksi berlawanan dengan arah gaya aksi.

Contoh dalam kehidupan sehari-hari

Adanya gaya gravitasi
Peristiwa gaya magnet

Penerapan Hukum Newton III

Bisa di jumpai pada saat merapatnya perahu ke dermaga. Saat tali perahu telah di ikatkan ke dermaga, namun perahu belum merapat ke dermaga maka nelayan akan menarik tali perahu. Sehingga, nelayan tersebut akan memberikan gaya Tarik yang arahnya menjauhi dermaga, sehingga membuat perahu mendekat ke dermaga. Perahu dapat mendekat ke dermaga karena mendapatkan gaya yang arahnya berlawanan dengan gaya Tarik yang diberikan nelayan.

Daftar Pustaka