UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN HUKUM NEWTON Sedang memuat isi ... PENDIDIKAN FISIKA UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN 2011 start

HUKUM NEWTON KOMPETENSI PENDAHULUAN MATERI LATIHAN SOAL

PENDAHULUAN HOME NEWTON NEXT Pendidikan fisika Sir Isaac Newton FRS (lahir di Woolsthorpe-by-Colsterworth, Lincolnshire, 4 Januari 1643– meninggal 31 Maret 1727 pada umur 84 tahun; adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi, filsuf alam, alkimiawan, dan teolog yang berasal dari Inggris. Ia merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika klasik. NEWTON Karya bukunya Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica yang diterbitkan pada tahun 1687 dianggap sebagai buku paling berpengaruh sepanjang sejarah sains. Buku ini meletakkan dasar-dasar mekanika klasik. Dalam karyanya ini, Newton menjabarkan hukum gravitasi dan tiga hukum gerak yang mendominasi pandangan sains mengenai alam semesta selama tiga abad. Newton berhasil menunjukkan bahwa gerak benda di Bumi dan benda-benda luar angkasa lainnya diatur oleh sekumpulan hukum-hukum alam yang sama. Ia membuktikannya dengan menunjukkan konsistensi antara hukum gerak planet Kepler dengan teori gravitasinya. Karyanya ini akhirnya menyirnakan keraguan para ilmuwan akan heliosentrisme dan memajukan revolusi ilmiah. NEXT

PENDAHULUAN BACK Pendidikan fisika Dalam bidang mekanika, Newton mencetuskan adanya prinsip kekekalan momentum dan momentum sudut. Dalam bidang optika, ia berhasil membangun teleskop refleksi yang pertama dan mengembangkan teori warna berdasarkan pengamatan bahwa sebuah kaca prisma akan membagi cahaya putih menjadi warna-warna lainnya. Ia juga merumuskan hukum pendinginan dan mempelajari kecepatan suara. Dalam bidang matematika pula, bersama dengan karya Gottfried Leibniz yang dilakukan secara terpisah, Newton mengembangkan kalkulus diferensial dan kalkulus integral. Ia juga berhasil menjabarkan teori binomial, mengembangkan "metode Newton" untuk melakukan pendekatan terhadap nilai nol suatu fungsi, dan berkontribusi terhadap kajian deret pangkat. Sampai sekarang pun Newton masih sangat berpengaruh di kalangan ilmuwan. Sebuah survei tahun 2005 yang menanyai para ilmuwan dan masyarakat umum di Royal Society mengenai siapakah yang memberikan kontribusi lebih besar dalam sains, apakah Newton atau Albert Einstein, menunjukkan bahwa Newton dianggap memberikan kontribusi yang lebih besar. BACK

RENCANA PEMBELAJARAN HOME Pendidikan fisika Standar Kompetensi Mendeskripsikan Hukum Newton dan memahami perbedaannya Kompetensi Dasar Menjelaskan Hukum Newton sebagai konsep dasar dinamika Materi Pembelajaran Hukum I Newton Hukum II Newton Hukum III Newton Indikator Mendefinisikan Hukum I,II,III Newton Membedakan Hukum I,II,III Newton Mengenali rumus – rumus Hukum I,II,III Newton

HUKUM NEWTON HOME HUKUM NEWTON NEXT Pendidikan fisika Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Hukum ini telah dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama hampir 3 abad, dan dapat dirangkum sebagai berikut: Hukum Pertama: setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali ada gaya yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut. Berarti jika resultan nol, maka pusat massa dari suatu benda tetap diam, atau bergerak dengan kecepatan konstan (tidak mengalami percepatan). Hukum Kedua: sebuah benda dengan massa M mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan a yang arahnya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga diartikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan turunan dari momentum linear benda tersebut terhadap waktu. Hukum Ketiga: gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan arah terbalik, dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar –F kepada benda A. F dan –F memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagai aksi dan –F adalah reaksinya NEXT

HUKUM NEWTON NEXT Pendidikan fisika Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosopisae Naturalis Principia Mathematica, pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687. Newton menggunakan karyanya untuk menjelaskan dan meniliti gerak dari bermacam-macam benda fisik maupun sistem. Contohnya dalam jilid tiga dari naskah tersebut, Newton menunjukkan bahwa dengan menggabungkan antara hukum gerak dengan hukum gravitasi umum, ia dapat menjelaskan hukum pergerakan planet milik Kepler. NEXT

HUKUM I NEWTON NEXT Pendidikan fisika HUKUM I NEWTON Hukum pertama Newton Hukum I: Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali ada gaya yang bekerja untuk mengubahnya. Hukum ini menyatakan bahwa jika resultan gaya (jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda) bernilai nol, maka kecepatan benda tersebut konstan. Dirumuskan secara matematis menjadi: 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. NEXT

HUKUM I NEWTON NEXT Pendidikan fisika Hukum pertama newton adalah penjelasan kembali dari hukum inersia yang sudah pernah dideskripsikan oleh Galileo. Dalam bukunya Newton memberikan penghargaan pada Galileo untuk hukum ini. Aristoteles berpendapat bahwa setiap benda memilik tempat asal di alam semesta: benda berat seperti batu akan berada di atas tanah dan benda ringan seperti asap berada di langit. Bintang-bintang akan tetap berada di surga. Ia mengira bahwa sebuah benda sedang berada pada kondisi alamiahnya jika tidak bergerak, dan untuk satu benda bergerak pada garis lurus dengan kecepatan konstan diperlukan sesuatu dari luar benda tersebut yang terus mendorongnya, kalau tidak benda tersebut akan berhenti bergerak. Tetapi Galileo menyadari bahwa gaya diperlukan untuk mengubah kecepatan benda tersebut (percepatan), tapi untuk mempertahankan kecepatan tidak diperlukan gaya. Sama dengan hukum pertama Newton : Tanpa gaya berarti tidak ada percepatan, maka benda berada pada kecepatan konstan. NEXT

HUKUM II NEWTON Hukum kedua Newton NEXT HUKUM II NEWTON Pendidikan fisika HUKUM II NEWTON HUKUM II NEWTON Hukum kedua Newton Hukum kedua menyatakan bahwa total gaya pada sebuah partikel sama dengan banyaknya perubahan momentum linear p terhadap waktu : Karena hukumnya hanya berlaku untuk sistem dengan massa konstan, variabel massa (sebuah konstan) dapat dikeluarkan dari operator diferensial dengan menggunakan aturan deferensiasi. Maka, Dengan F adalah total gaya yang bekerja, m adalah massa benda, dan a adalah percepatan benda. Maka total gaya yang bekerja pada suatu benda menghasilkan percepatan yang berbanding lurus. NEXT

HUKUM II NEWTON NEXT Pendidikan fisika Massa yang bertambah atau berkurang dari suatu sistem akan mengakibatkan perubahan dalam momentum. Perubahan momentum ini bukanlah akibat dari gaya. Untuk menghitung sistem dengan massa yang bisa berubah-ubah, diperlukan persamaan yang berbeda. Sesuai dengan hukum pertama, turunan momentum terhadap waktu tidak nol ketika terjadi perubahan arah, walaupun tidak terjadi perubahan besaran. Contohnya adalah gerak melingkar beraturan. Hubungan ini juga secara tidak langsung menyatakan kekekalan momentum: Ketika resultan gaya yang bekerja pada benda nol, momentum benda tersebut konstan. Setiap perubahan gaya berbanding lurus dengan perubahan momentum tiap satuan waktu. Hukum kedua ini perlu perubahan jika relativitas khusus diperhitungkan, karena dalam kecepatan sangat tinggi hasil kali massa dengan kecepatan tidak mendekati momentum sebenarnya. NEXT

HUKUM III NEWTON NEXT Pendidikan fisika Hukum ketiga Newton hukum ketiga : Untuk setiap aksi selalu ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah: atau gaya dari dua benda pada satu sama lain selalu sama besar dan berlawanan arah Benda apapun yang menekan atau menarik benda lain mengalami tekanan atau tarikan yang sama dari benda yang ditekan atau ditarik. Kalau anda menekan sebuah batu dengan jari anda, jari anda juga ditekan oleh batu. Jika seekor kuda menarik sebuah batu dengan menggunakan tali, maka kuda tersebut juga "tertarik" ke arah batu: untuk tali yang digunakan, juga akan menarik sang kuda ke arah batu sebesar ia menarik sang batu ke arah kuda. hukum ketiga ini menjelaskan bahwa semua gaya adalah interaksi antara benda-benda yang berbeda, maka tidak ada gaya yang bekerja hanya pada satu benda. Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B, benda B secara bersamaan akan mengerjakan gaya dengan besar yang sama pada benda A dan kedua gaya segaris. Seperti yang ditunjukan di diagram, para peluncur es (Ice skater) memberikan gaya satu sama lain dengan besar yang sama, tapi arah yang berlawanan Walaupun gaya yang diberikan sama, percepatan yang terjadi tidak sama. Peluncur yang massanya lebih kecil akan mendapat percepatan yang lebih besar karena hukum kedua Newton. Dua gaya yang bekerja pada hukum ketiga ini adalah gaya yang bertipe sama. Misalnya antara roda dengan jalan sama-sama memberikan gaya gesek. NEXT

HUKUM III NEWTON BACK Pendidikan fisika Secara sederhananya, sebuah gaya selalu bekerja pada sepasang benda, dan tidak pernah hanya pada sebuah benda. Jadi untuk setiap gaya selalu memiliki dua ujung. Setiap ujung gaya ini sama kecuali arahnya yang berlawanan. Atau sebuah ujung gaya adalah cerminan dari ujung lainnya. Secara matematis, hukum ketiga ini berupa persamaan vektor satu dimensi, yang bisa dituliskan sebagai berikut. Asumsikan benda A dan benda B memberikan gaya terhadap satu sama lain. Dengan Fa,b adalah gaya-gaya yang bekerja pada A oleh B, dan Fb,a adalah gaya-gaya yang bekerja pada B oleh A. Newton menggunakan hukum ketiga untuk menurunkan hukum kekekalan momentum ,namun dengan pengamatan yang lebih dalam, kekekalan momentum adalah ide yang lebih mendasar (diturunkan melalui teorema teother dari relativitas Galileo, dibandingkan hukum ketiga, dan tetap berlaku pada kasus yang membuat hukum ketiga newton seakan-akan tidak berlaku. Misalnya ketika medan gaya memiliki momentum, dan dalam mekanika kuantum BACK

Pendidikan fisika LATIHAN HOME 1. Pada sebuah meja terdapat balok yang dikenai gaya sebesar 50 N dengan massa balok 4 kg diam diatas bidang yang licin.Tentukan percepatan dari balok tersebut? Pembahasan : F= 50 N 4 kg F = m a 50 = 4 a a = 50/4 = 12,5 m/s2 NEXT

Pendidikan fisika LATIHAN 2 Dua benda yang beratnya w1 dan w2 dirangkai seperti gambar. Bila sistem dalam keadaan seimbang dan gesekan pada bidang dan katrol di abaikan,tentukan perbandingan berat w1 dan w2 ? w1 W1 sin 300 W1 cos 300 300 T w2 Gambar : NEXT

LATIHAN Pembahasan : ∑ F = 0 w2 - T + T – w1 sin 30 0 = 0 Pendidikan fisika LATIHAN Pembahasan : ∑ F = 0 w2 - T + T – w1 sin 30 0 = 0 w2 = w1 sin 300 = w1 (0,5) W1/w2=2 NEXT

Pendidikan fisika LATIHAN 3. Balok A bermassa 12 kg yang tergantung pada tali yang dihubungkan dengan balok B bermassa 30 kg yang diam di atas bidang datar tanpa gesekan. Tentukan percepatan kedua balok dan tegangan pada tali? Gambar : A B T WA=mA g a NEXT

LATIHAN Pembahasan: BACK ∑F = ma wA - T + T =(mA + mB ) a Pendidikan fisika LATIHAN Pembahasan: ∑F = ma wA - T + T =(mA + mB ) a wA =( mA + mB ) a mAg = ( mA + mB ) a a = mAg/( mA + mB ) = ( 12kg) (9,8 m/s2)/(12+30) a = 2,8 m/s2 Tegangan Tali : ∑FB = mBa T = mBa = (30 kg)(2,8m/s2) T = 84 N BACK

Pendidikan fisika SOAL HOME 1. Gaya horisontal sebesar 10 N dikerjakan pada balok bermassa 4 kg yang diam di atas bidang yang licin. Tentukan kelajuan balok? 5 m/s b. 10 m/s c. 15 m/s d. 20m/s

Pendidikan fisika SOAL 2. Sebuah lift massa totalnya 800 kg tergantung pada kabel yang tegangan maksimumnya 20.000 N. Berapakah percepatan maksimum yang diizinkan agar kabel tidak putus?(g=10m/s2) a. 10 m/s2 b. 15 m/s2 c. 20 m/s2 d. 25 m/s2

Berat suatu benda yang massanya 600 g adalah ... Pendidikan fisika SOAL 3. Berat suatu benda yang massanya 600 g adalah ... a. 0,061 N b. 5,9 N c. 61 N d.600N

Pendidikan fisika SOAL 4. Suatu gaya bekerja pada benda bermassa 5 kg sehingga mengalami percepatan 2 m/s2. Gaya yang sama akan menyebabkan benda bermassa 20 kg mengalami percepatan ....m/s2 a. 0,5 b. 2,0 c. 3,0 d. 4,9

Pendidikan fisika SOAL 5. Gaya 10 N bekerja pada benda sehingga mengalami percepatan 5 m/s2. Berapakah gaya yang diperlukan untuk memperoleh percepatan 1 m/s2? a. 1 N b. 2N c. 3 N d. 5 N

Pendidikan fisika SOAL 6. Sebuah gaya sebesar 40 N memperlambat gerobak dari 6 m/s menjadi 2 m/s dalam waktu 10 s.Bera gerobak adalah ...(g=9,8 m/s2) a. 10N b. 20 N c. 49 N d. 98N

Pendidikan fisika SOAL 7. Gaya sebesar 1 N bekerja pada benda bermassa 2 kg, yang mula-mula diam selama 2 s. Tentukan jarak tempuh benda dalam interval waktu tersebut ... a. 0,5 m b.1,0m c. 2,0 m d.3,0 m

Pendidikan fisika SOAL 8. Bola yang massanya 500 g berada di tanah kemudian ditendang dengan gaya 250 N. Jika sentuhan kaki dan bola terjadi selama0,02 s, maka bola akan bergerak dengan kelajuan ... a. 0,01 m/s b. 0,1 m/s c. 2,5 m/s d. 10 m/s

Pendidikan fisika SOAL 9. Sebuah mobil yang massanya 800 kg bergerak dengan kecepatan 20 m/s, dan tiba-tiba direm dengan gaya 200 N. Waktu yang diperlukan mobil untuk berhenti adalah ... a. 80s b. 20 s c. 30 s d.40s

Pendidikan fisika SOAL 10 Sebuah benda yang beratnya 100 N tergantung pada tali,bila benda dalam keadaan setimbang,tentukan tegangan tali T ? a. 100 N T W 100 N b. 200 N c. 300 N d. 400 N

Pendidikan fisika SKOR HOME skor