Hukum II Newton

HUKUM II NEWTON

Hukum II Newton menyatakan bahwa “Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya”. Arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya. Untuk di ingat bahwa gaya yang mengenai bneda diam mennyebabkan benda bergerak. Gaya yang mengenai benda bergerak menyebabkan benda bergerak lebih cepat, lebih lambat, atau berubah arah.

Persamaan Matematis Hukum II Newton

Misalkan kita mendorong sebuah kotak di atas lantai licin (gaya gesek diabaikan) dengan gaya F, ternyata dihasilkan percepatan sebesar a. Saat gaya dorong terhadap kotak kita perbesar menjadi dua kali semula (2F), ternyata percepatan yang dihasilkan juga dua kali semula (2a). Ketika gaya dorong kita tingkatkan menjadi tiga kali semula (3F), ternyata percepatan yang dihasilkan juga menjadi tiga kali semula (3a). Jadi, dapat disimpulkan bahwa percepatan berbanding  lurus dengan besarnya resultan gaya yang bekerja pada suatu benda (a ~ f).

Percobaan untuk mengetahui pengaruh resultan gaya terhadap percepatan, dengan gaya diubah-ubah dan menjaga massa tetap.

Sekarang, taruhlah sebuah kotak (dengan massa sama) di atas kotak yang tadi kita dorong (massa kotak menjadi 2 kali semula (2m)). Ternyata dengan gaya F dihasilkan percepatan yang besarnya setengah percepatan semula ( ½ a). Kemudian tambahkan lagi sebuah kotak (dengan massa sama) di atas kotak yang tadi kita dorong (massa menjadi 3 kali semula).

Percobaan untuk mengetahui pengaruh resultan gaya terhadap percepatan, dengan menjaga gaya tetap dan massa diubah-ubah

Ternyata dengan gaya F dihasilkan percepatan yang besarnya sepertiga percepatan semula     ( 1/3a). Jadi, dapat disimpulkan bahwa percepatan berbanding terbalik dengan massa benda.

Sehingga Hukum II Newton tersebut dirumuskan secara matematis dalam persamaan :

dengan:                                

a = percepatan (m/s²)

m = massa benda (kg)

ΣF = resultan gaya (N)

Aplikasi hukum II Newton dalam kehidupan sehari-hari :
1. Mengambil air dari dalam sumur menggunakan katrol.
Pada saat mengambil air dari dalam sumur kita memberikan gaya pada katrol dengan menarik tali yang menhubungkan katrol. Gaya inilah yang akan menggerakkan katrol, seperti yang ditunjukka pada gambar di atas.
2. Lift yang bergerak naik turun
Sebelum bergerak baik naik maupun turun lift dalam keadaan diam. Kemudian lift diberi gaya yang mengakibatkan lift mengalami percepatan.

Contoh soal hukum II Newton :
1. Sebuah balok dengan massa 1 kg yang awalnya diam, diberi gaya 1 Newton sehingga balok bergerak dengan kecepatan 10 m/s selama 2 detik. Tentukan percepatan balok selama bergerak !
Diketahui        : m = 1 Kg

 t  = 2 s
v1= 0 m/s
v2= 10 m/s
 F = 1 N

 a = ∆V/∆t 

    = (10m/s)/(2s)  = 5 m/s2 

Ditanya           : a . . . . . . . . ?
jawab :
                   a = ∑F/m
                   a = 1 N/1 kg
                   a = 1  m/s2

2. Sebuah benda bermassa 2 kg ditarik dengan gaya 15 Newton searah dengan gerak benda. Tentukan percepatan benda jika gaya gesekan antara benda dan lantai 1 Newton !
Diketahui        : m = 2 kg
                          F  = 15 N
                          fg = 1 N

ditanya             : a . . . ?
jawab               :
                          F – fg = m a
                         15 – 1 = 2 a
                         14 = 2a
                           a = 14/2
                           a = 7  m/s2

REFERENSI

Benjamin Crowell (2000), Newtonian Physics

Holzner, Steven (2005-2012). Physics for Dummies. Wiley, John & Sons, Incorporated. hlm. 64

Andrew Motte translation of Newton's Principia (1687) Axioms or Laws of Motion