Hukum Newton: Bunyi, Rumus, Contoh Soal (Lengkap)

Daftar Isi

Siapa yang tidak kenal dengan Hukum Newton, hukum ini sangat populer di kalangan fisikawan dan para pembelajar fisika. Salah satu hukum dasar dalam fisika yang menjelaskan tentang gerak dan penyebabnya. Hukum ini dinamai sesuai dengan nama penemunya Sir Isaac Newton, fisikawan terkemuka Inggris yang menjadi tokoh pelopor berkembangnya fisika klasik, khususnya cabang mekanika.

Penemu Hukum Newton

Hukum Newton dirumuskan oleh Sir Isaac Newton, seorang fisikawan Inggris yang lahir pada tahun 1642. Ia merupakan salah satu penggerak utama revolusi ilmiah. Selain seorang fisikawan, Newton juga merupakan astronom dan ahli matematika. Ia banyak menyumbangkan pemikirannya pada hukum-hukum dasar tentang gerak dan gravitasi yang masih digunakan sampai sekarang. Di bidang astronomi, ia juga berhasil menunjukkan bahwa matahari adalah pusat tata surya.

Newton merupakan salah satu ilmuwan paling penting yang pernah hidup, karena kontribusinya yang sangat besar bagi kemajuan ilmu fisika. Ia menghabis hidupnya untuk mengungkap rahasia materi dan gerak. Seorang ahli matematika terkenal, dan mengajar di Universitas Cambridge.

Hukum Newton

Hukum Newton adalah tiga hukum dasar tentang gerak dan penyebabnya yang ditemukan oleh Sir Isaac Newton. Penemuan ini dipublikasikan pada tahun 1687 bersama dengan bukunya yang berjudul Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Di dalam buku tersebut terdapat penjelasan tentang Hukum 1, 2, dan 3 Newton. Berikut ini akan kami jelaskan satu per satu hukum tersebut:

Hukum 1 Newton 

Sir Isaac Newton memulai hukum geraknya dengan Hukum 1 Newton. Lewat sebuah pernyataan singkat dan sederhana, Newton menjelaskan perilaku dari sebuah objek atau benda, baik yang diam maupun yang bergerak konstan dengan kecepatan tetap. Seperti apa bunyi, rumus, dan contoh dari Hukum 1 Newton ini? Berikut ini ulasannya:

Bunyi Hukum 1 Newton

Hukum 1 Newton membahas tentang kelembaman benda. Hukum 1 Newton berbunyi:

Jika resultan gaya (ΣF) yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang awalnya diam akan tetap diam. Benda yang awalnya bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan dengan kecepatan konstan.

Pengertian Hukum 1 Newton

Hukum 1 Newton dikenal sebagai hukum inersia (kelembaman), yaitu kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan keadaannya selama tidak ada gaya eksternal yang bekerja padanya. Itulah sebabnya mengapa Newton membuka rumusan hukum pertamanya dengan pernyataan "Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol".

Jadi, menurut Hukum 1 Newton resultan gaya pada benda sama dengan nol. Hukum gerak Newton yang pertama menyatakan bahwa suatu benda yang diam akan tetap diam dan benda bergerak tetap bergerak dengan kecepatan yang sama, selama tidak ada gaya luar yang mengganggu keseimbangan tersebut.

Penjelasan Hukum 1 Newton

Hukum 1 Newton merupakan pengembangan dari hukum Inersia yang dicetus oleh Gaileo Galilei. Ketika suatu benda diam atau begerak dengan kecepatan konstan, semua gaya yang bekerja padanya seimbang. Inilah yang dimaksud dengan "resultan gaya sama dengan nol". Jadi, jangan salah sangka, benda diam atau bergerak konstan itu bukan berarti tidak ada gaya yang bekerja padanya, tetap ada gaya hanya saja gaya-gaya tersebut berada dalam keadaan seimbang.

Sebagai contoh, buku yang diletakkan diam di atas meja. Gaya yang bekerja pada buku tersebut adalah gaya tarik gravitasi yang bekerja ke bawah dan gaya normal tegak lurus dengan permukaan meja yang bekerja ke atas. Kedua gaya ini besarnya sama, sehingga total keseluruhan (resultan) sama dengan nol. Perhatikan gambar berikut ini:

Sekarang, bayangkan sebuah mobil bergerak ke timur di sepanjang jalan raya dengan kecepatan konstan 60 km/jam. Apa yang terjadi ketika pengemudi melepas kakinya dari pedal gas? Menurut Hukum 1 Newton, mobil akan tetap bergerak dengan kecepatan 60 km/jam, selama gaya yang bekerja seimbang. Akan tetapi, seperti yang sering kita saksikan, mobil akan melambat dan akhirnya berhenti. Muncul pertanyaan: gaya eksternal apa yang bekerja pada mobil sehingga gerakannya berhenti?

Jawabannya adalah gaya gesekan. Gaya ini memiliki arah yang berlawanan dengan gerakan ketika dua benda bersentuhan satu sama lain. Seandainya saja tidak gaya gesek, maka mobil akan terus bergerak ke timur dengan kecepatan 60 km/jam.

Penjelasan lebih lengkap tentang Hukum 1 Newton, bisa kalian baca di sini: Hukum 1 Newton.

Rumus Hukum 1 Newton

Hukum 1 Newton jika ditulis dalam bentuk persamaan atau rumus yaitu:

ΣF = 0

Keterangan:

• Σ = Resultan
• F = Gaya

Contoh Penerapan Hukum 1 Newton

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum 1 Newton atau peristiwa yang berhubungan dengan Hukum 1 Newton dalam kehidupan sehari-hari:

• Apabila kita meletakkan buku di atas selembar kain lalu kain tersebut ditarik dengan cepat, maka buku akan tetap berada di tempatnya.
• Penumpang sebuah mobil akan terdorong ke belakang saat pengemudi menginjak pedal gas. Hal ini disebabkan tubuh penumpang berusaha mempertahankan keadaannya.
• Begitupun pada saat pengemudi menginjak pedal rem, maka penumpang akan terdorong ke depan, karena tubuh penumpang berusaha mempertahankan keadaan awalnya.

Contoh Soal Hukum 1 Newton dan Jawabannya

1. Sebutkan pernyataan Hukum 1 Newton?

• Jawab: Jika resultan gaya (ΣF) yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang awalnya diam akan tetap diam. Benda yang awalnya bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan dengan kecepatan konstan

2. Jelaskan faktor yang dijelaskan pada Hukum 1 Newton?

• Jawab: faktor yang dijelaskan pada Hukum 1 Newton adalah kelembaman (inersia), yaitu kecendrungan benda untuk mempertahankan keadaannya.

3. Tuliskan Hukum 1 Newton secara matematis

• Jawab: ΣF = 0

4. Jelaskan keadaan suatu benda ditinjau dari Hukum 1 Newton​

• Jawab: keadaan benda diam dan bergerak dengan kecepatan tetap

5. Apa syarat berlakunya Hukum 1 Newton?

• Jawab: Berlakunya Hukum 1 Newton apabila resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol

Hukum 2 Newton

Setelah menuntaskan hukum pertamanya, Newton kemudian berlanjut ke rumusan Hukum 2 Newton. Hukum ini lebih kompleks dari hukum pertama, karena gerak benda ditinjau berdasarkan tiga variabel, yaitu gaya, massa, dan percepatan. Menurut Newton, tiga besaran ini berpengaruh terhadap gerak benda. Berikut ini adalah bunyi, pengertian, penjelasan, rumus, dan contoh Hukum 2 Newton:

Bunyi Hukum 2 Newton

Hukum 2 Newton berbunyi:

Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya.

Pengertian Hukum 2 Newton

Hukum 2 Newton menyatakan bahwa percepatan yang dialami oleh sebuah benda sebanding dengan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut, tetapi berbanding terbalik dengan massanya. Pernyataan ini bermakna bahwa semakin besar gaya yang bekerja pada sebuah benda, maka semakin besar pula percepatan yang ditimbulkan. 

Besarnya percepatan juga dipengaruhi oleh massa benda. Semakin kecil massa benda, maka gaya akan bekerja secara maksimal untuk menimbulkan percepatan pada benda. Sebaliknya, jika massa benda besar, maka efek gaya terhadap percepatan juga akan berkurang.

Penjelasan Hukum 2 Newton

Misalkan, terdapat dua buah bola dengan massa masing-masing 1 Kg dan 10 Kg. Bola mana yang akan bergerak lebih cepat jika ditendang dengan gaya yang sama besar? Jelas, bola yang bermassa kecil akan mengalami perubahan gerak yang lebih besar. Hukum 2 Newton memberikan penjelasan tentang perilaku benda ketika dikenai gaya. 

Hukum 2 Newton menyatakan bahwa gaya eksternal yang menyebabkan percepatan benda, nilainya berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Perhatikan, Hukum 2 Newton menyatakan bahwa besarnya percepatan berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja pada benda. Lantas, apa itu gaya total dan bagaimana cara menghitungnya? 

Gaya total adalah jumlah semua gaya yang bekerja pada suatu benda dalam arah tertentu. Karena gaya memiliki arah, maka ia adalah besaran vektor. Besaran vektor adalah besaran yang memiliki nilai dan arah. Di atas kertas, arah gaya sering disimbolkan dengan anak panah. Misalnya, terdapat sebuah benda yang didorong ke kanan dengan gaya 10 N dan ke kiri dengan gaya 5 N. Maka, gaya total yang bekerja pada benda tersebut adalah 10 - 5 = 5 N ke kanan.

Kedua gaya saling diperkurangkan karena saling berlawanan arah. Gaya-gaya akan saling dijumlahkan apabila menunjuk pada arah yang sama. Setelah gaya total berhasil diketahui, maka percepatan benda bisa ditentukan.

Rumus Hukum 2 Newton

Pernyataan Hukum 2 Newton di atas, dapat dituliskan ke dalam bentuk persamaan matematis. Newton mengatakan bahwa percepatan berbanding lurus dengan resultan gaya yang dialami benda, dalam bentuk rumus bisa dituliskan:

a ∝ ΣF

Selanjutnya, Newton juga mengatakan bahwa percepatan sebuah benda berbanding terbalik dengan massanya:

a ∝ ¹/_m

Saat kedua persamaan di atas digabungkan, akan terbentuk rumus Hukum 2 Newton:

a = ^ΣF/_m

Untuk beberapa alasan, rumus Hukum 2 Newton sering ditulis dalam bentuk gaya sebagai subjek persamaan:

ΣF = m . a

Keterangan:

• a = percepatan benda (^m/_s²)
• ΣF = resultan gaya (N)
• m = massa benda (kg)

Contoh Hukum 2 Newton

Contoh peristiwa yang menunjukkan berlakunya Hukum 2 Newton dalam kehidupan sehari-hari adalah:

1. Lemari yang didorong 3 orang akan bergerak lebih cepat jika dibandingkan saat didorong oleh 1 orang.
2. Mobil angkutan barang dengan muatan sedikit akan bergerak lebih cepat jika dibandingkan dengan mobil yang bermuatan banyak
3. Kelereng dengan massa yang lebih kecil akan menggelinding lebih cepat dibandingkan kelereng bermassa besar saat didorong dengan gaya yang sama. 

Contoh Soal Hukum 2 Newton

Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang Hukum 2 Newton lengkap dengan pembahasan jawabannya:

1. Sebuah meja ditarik oleh suatu gaya sehingga bergerak dengan percepatan 1 m/s2.

• Jika gaya pada meja dilipatduakan, apa yang terjadi dengan percepatan benda?
• Jika meja diganti dengan meja lain yang massanya dua kali lebih besar, bagaimana dengan percepatan meja?

Jawab:

• Menurut Hukum 2 Newton, percepatan meja sebanding dengan gaya penyebabnya. Jika gaya penyebabnya dikalikan dua, maka percepatan benda menjadi dua kali lipat yaitu 2 x 1 ^m/_s² = 2 ^m/_s²
• Menurut Hukum 2 Newton, percepatan meja berbanding terbalik dengan massanya. Jadi, jika massa benda dilipatduakan, maka percepatan benda menjadi ¹/₂ kali percepatan semua yaitu ¹/₂ x 1 ^m/_s² = ¹/₂ ^m/_s²

2. Sebuah kotak didorong oleh dua gaya masing-masing 20 N dan 32 N pada arah yang berlawanan. Massa kotak 6 kg, hitunglah percepatan kotak tersebut!

Jawab:

• Resultan gaya (ΣF) yang bekerja pada kotak adalah 32 - 20 = 12 N
• Gaya 12 N ini bekerja pada kotak 6 kg
• Percepatan kotak = ^ΣF/_m
• = ¹²/₆
• = 2 ^m/_s²

3. Sebuah resultan gaya sebesar 30 N bekerja pada sebuah benda bermassa 6 kg. Percepatan yang dialami benda adalah...

Jawab:
Diketahui:

• ΣF = 30 N
• m = 6 kg

Ditanyakan:

• a....?

Penyelesaian:

• a = ^ΣF/_m
• = ³⁰/₆
• = 5 ^m/_s² 

Hukum 3 Newton

Sekarang, kita telah sampai pada Hukum Newton yang terakhir, yaitu Hukum 3 Newton. Hukum ini menjelaskan tentang interaksi dua benda yang saling memberikan gaya dengan arah yang berlawanan. Benda pertama melakukan gaya kepada benda kedua, begitupun sebaliknya benda kedua melakukan gaya kepada benda pertama.

Bunyi Hukum 3 Newton

Hukum 3 Newton menyatakan bahwa:

Ketika sebuah benda memberikan gaya pada benda kedua, di saat bersamaan benda kedua akan memberikan gaya terhadap benda pertama dengan besar yang sama tetapi berlawanan arah

Pengertian Hukum 3 Newton

Hukum 3 Newton disebut juga hukum aksi-reaksi. Hukum 3 Newton membahas tentang interaksi dua benda yang saling memberikan gaya dengan arah berlawanan. Hukum 3 Newton bermakna bahwa bila dua benda berinteraksi, gaya yang diadakan oleh benda satu kepada yang lain sama besarnya dan berlawanan arahnya.

Ciri-ciri dari gaya aksi-reaksi adalah sebagai berikut:

• Besar sama dan arahnya berlawanan
• Bekerja pada dua benda yang berbeda
• Segaris kerja dan tidak saling meniadakan
• Bukan sebagai sebab akibat, tetapi keduanya timbul secara bersama-sama

Penjelasan Hukum 3 Newton 

Saat kita duduk di atas sebuah kursi, tubuh kita tidak terjatuh ke lantai. Padahal, pada saat itu tubuh memberikan gaya pada kursi. Mengapa seperti itu? Hal ini karena, di saat bersamaan ada gaya lain yang berasal dari kursi dengan besar yang sama mendorong tubuh kita ke atas dan mengimbangi gaya dari tubuh.

Gaya-gaya yang bekerja saat kita duduk di kursi hanyalah salah satu contoh dari Hukum 3 Newton, yang menyatakan bahwa untuk setiap gaya aksi ada gaya reaksi yang sama dan berlawanan. Fakta ini memberikan arti bahwa semua gaya datang berpasangan, hal ini menunjukkan kesimetrian dari alam semesta.

Begitupun yang terjadi saat kita berdiri di atas tanah, tubuh memberikan gaya kepada tanah melalui pijakan kaki (gaya aksi). Di saat bersamaan, muncul gaya reaksi dari bumi yang mendorong kaki ke atas.

Rumus Hukum 3 Newton

Hukum 3 Newton dapat ditulis dengan persamaan matematis:

ΣF_aksi = - ΣF_Reaksi

Catatan: tanda negatif (minus) pada gaya reaksi bermakna bahwa gaya tersebut berlawanan arah dengan gaya aksi.

Contoh Hukum 3 Newton

Contoh penerapan Hukum 3 Newton dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:

1. Saat kita berjalan di tanah, kaki memberikan gaya dorong (tekan) ke tanah dengan arah ke belakang, sedangkan tanah memberikan gaya dorong (tekan) yang besarnya sama namun arahnya ke depan.
2. Saat tangan menekan meja, maka meja juga akan memberikan gaya tekan yang arahnya ke tangan dengan besar yang sama.
3. Saat peluru lepas dari senapan, senapan mengerjakan gaya dorong ke depan pada peluru dan sebaliknya peluru juga akan memberikan gaya dorong pada senapan ke belakang. 

Contoh Soal Hukum 3 Newton

1. Jelaskan Hukum 3 Newton dan Berikan Contohnnya?

Jawab:

• Hukum 3 Newton berbunyi: Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua maka benda kedua tersebut memberikan gaya terhadap benda pertama dengan besar yang sama tetapi berlawanan arah
• Contoh Hukum 3 Newton adalah saat duduk di kursi, tubuh memberikan gaya pada kursi (gaya aksi) dan kursi memberikan gaya pada tubuh (gaya reaksi).  

2. Hukum 3 Newton membahas tentang?

Jawab:

• Membahas tentang gaya aksi-reaksi, yaitu gaya aksi akan selalu diimbangi dengan gaya reaksi, besarnya sama tetapi berlawanan arah.

3. Inti Hukum 3 Newton adalah?

Jawab:

• Hukum 3 Newton pada intinya berbicara tentang dua buah gaya (gaya aksi-reaksi) yang besarnya sama tetapi berlawanan arah. 

Demikianlah penjelasan tentang Hukum Newton. Bagikan informasi ini gar orang lain juga bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.