Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Hukum Newton : Bunyi dan contoh penerapan soal lengkap


BAB

HUKUM NEWTON

( Hukum Newton : Bunyi dan contoh penerapan soal lengkap )


Hukum 1 Newton

Bunyi : Jika suatu benda dalam keadaan diam akan tetap diam atau jika benda tersebut bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan

Hukum I Newton disebut juga hukum kelembaman ( malas ).

Rumus :

ΣF = 0

Rumus di atas berlaku untuk :

1. Benda diam

2. benda bergerak lurus beraturan ( GLB )

Soal :

1. sebuah balok terletak di atas bidang datar yang licin. Balok mengalami gaya Tarik F1 = 25 N ke kanan dan gaya F2 ke kiri. Jika benda tetap diam , berapa besar F2 ?

Penyelesaian nomor 1 :

Karena benda tetap diam , maka :

ΣF = 0

F1 - F2 = 0  ( F1 ke kanan = positif,   F2 ke kiri = negative )

25 - F2 = 0 

25 = F2

F2 = 25 N


2. sebuah balok meluncur ke kanan dengan kecepatan tetap ( GLB ) sebesar 6 m/s. jika F1 = 12 N , F2 = 30 N, berapa besar F3 ?

Penyelesaian nomor 2 :

Di ketahui :

ϑ = 6 m/s

F1 = 12 N

F2 = 30 N

Ditanya : F3

Karena benda bergerak lurus beraturan ( GLB ) , maka :

ΣF = 0

F1 + F3 - F2 = 0  ( F1 dan F3 ke kanan = positif,   F2 ke kiri = negative )

12 + F3 - 30= 0 

-18 + F3 = 0

F3 = 18 N

3. jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka:

(1) benda tidak akan dipercepat

(2) benda selalu diam

(3) perubahan kecepatan benda nol

(4) benda tidak mungkin bergerak lurus beraturan

Yang benar adalah…

A. (1), (2) dan (3)

B. (1) dan (3) saja

C. (2) dan (4) saja

D. (4) saja

E. (1), (2), (3) dan (4)

Penyelesaian nomor 3 :

Dikatakan di soal ΣF = 0

Maka :

Point (1) benda tidak akan dipercepat adalah benar, karena kemungkinan benda bergerak secara GLB ( percepatan = 0 )

Point (2) benda selalu diam adalah salah, karena ada dua kemungkinan benda diam atau benda bergerak secara GLB

Point (3) perubahan kecepatan benda nol adalah benar, karena kemungkinan benda bergerak secara GLB ( kecepatan benda tetap, artinya tidak adan perubahan kecepatan )

Point (4) benda tidak mungkin bergerak lurus beraturan adalah salah, karena kemungkinan benda bergerak secara GLB atau benda diam.

Jadi jawabannya :

B. (1) dan (3) saja

4. sebuah benda diam ditarik oleh 3 gaya seperti gambar di bawah ini.


Berdasarkan gambar di atas , diketahui

(1) percepatan benda nol

(2) benda bergerak lurus beraturan

(3) Benda dalam keadaan diam

(4) benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya.

Yang benar adalah…..

A. (1), (2) dan (3)

B. (1) dan (3) saja

C. (2) dan (4) saja

D. (4) saja

E. (1), (2), (3) dan (4)

Penyelesaian nomor 4

Dari gambar kita hitung ΣF

ΣF = F1 +  F2 - F3

ΣF = 10 + 15 -25

ΣF = 0

Maka :

Point (1) percepatan benda nol adalah benar

Point (2) benda bergerak lurus beraturan adalah salah karena di soal dikatakan benda diam, kecuali tidak dikatakan apa-apa

Point (3) Benda dalam keadaan diam adalah benar, karena di soal dikatakan benda diam.

Point 4) benda akan bergerak jika berat benda lebih kecil dari gaya tariknya.

adalah salah, karena tidak berhubungan antara berat benda ( arah ke bawah atau vertical, gaya tarik arah horizontal )

Jadi jawabannya :

B. (1) dan (3) saja

Hukum 2 Newton

Bunyi :

Percepatan yang ditimbulkan gaya yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dengan besar gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda. Arah percepatan sama dengan arah gaya itu.

Rumus :

ΣF = m.a

Rumus di atas berlaku untuk :

1. benda bergerak lurus berubah beraturan ( GLBB )

2. rumus di atas berhubungan dengan rumus 1, 2 dan 3 GLBB

Rumus GLBB :

1.  vt = vo + at

2.  s  = vo . t + ½ . a.t2

3.  vt2 = vo2 + 2.a.s

Keterangan :

ΣF = total gaya yang bekerja pada benda ( N )

m = massa benda ( kg )

vo = kecepatan awal benda ( m/s )

a  = percepatan benda ( m/s2 )

vt = kecepatan akhir benda ( m/s )

t   = selang waktu yang di perlukan ( sekon )

s = jarak tempuh benda ( m )

contoh soal :

1. sebuah balok bergerak dengan percepatan 10 m/s2 ke kanan di atas lantai licin. Berapa besar F3 ?



Penyelesaian nomor 1 :

Di ketahui  :

a = 10 m/s2

F1 = 12 N

F1 = 50 N

Di tanya : F3 =… ?

Karena diketahui percepatan balok, maka kita memakai hukum 2 Newton

ΣF = m.a

F1 +  F2 - F3 = m a

12+ 50  - F3 = 2. 10

62 - F3   = 20

-F3 = 20 – 62

-F3 = - 42

F3 =  42 N

2. sebuah benda ditarik dengan gaya sebesar 40 N membentuk sudut 60o terhadap horizontal. Tentukan  :

a. percepatan benda

b. jarak yang ditempuh benda selama 5 sekon

Penyelesaian nomor 2 :

Di ketahui  :

α = 60o

F = 40 N





Di tanya : a. percepatan a =… ?

                b. jarak tempuh benda S = ….?

Karena ditanya  percepatan balok, maka kita memakai hukum 2 Newton

a) ΣF = m.a

Fx = m a   ( pakai arah horizontal yaitu Fx )

F . cos α = m a

40 . cos  60o = 20 a

40 . ½  = 20 a

20 = 20 a

a = 1 m/s2

b). ϑo = 0 ( dianggap mula2 benda diam )

     t = 5 sekon

pakai rumus GLBB nomor 2

S  = vo . t + ½ . a.t2

S  = 0 + ½ . 1 . 52

S = 12,5 meter

3. balok A bermassa 4 kg yang diam di atas meja licin yang dihubungkan tali dengan balok B bermassa 6 kg melalui sebuah katrol. Balok B mula-mula ditahan kemudian dilepaskan sehingga bergerak turun. Jika g = 10 m/s2 dan jarak benda B ke lantai 30 meter


Tentukan :

a. percepatan system ( g = 10 m/s2 )

b. tegangan tali ( T )

c. waktu yang diperlukan benda B untuk sampai ke lantai

Penyelesaian nomor 3 :

Di ketahui  :

mA = 4 kg

mB = 6 kg

g = 10 m/s2

S = 30 m

WB = mB . g

      = 6. 10

      = 60 N

Di tanya :

a) a = …? ( dikatakan percepatan system karena benda lebih dari 1 )








( benda akan bergerak ke bawah sehingga ΣF = WB ,sedang WA tidak termasuk ΣF karena tidak menggantung )

ΣF = m.a

WB = ( mA + mB ).a   

60 = ( 4+6). A

60 = 10 a

a = 6 m/s2

b) tinjau benda B

arah WB  dan T berlawanan sehingga ΣF sama dengan WB  dikurangi  T



ΣF = m.a

WB – T =  mB .a   

60 – T = 6 . 6

60 – T = 36

60 – 36  = T

24 = T

T = 24 N

c). ϑo = 0 ( dianggap mula2 benda diam )

S = 30 meter









Ditanya : waktu t =…? Untuk sampai ke lantai

Pakai rumus GLBB no 2 :

S  = vo . t + ½ . a.t2

30 = 0 + ½ . 6 . t2

30 = 3 t2

t2 = 10

t = 10 sekon

4. Benda A bermassa 10 kg dan benda B = 12 kg diikat tali kemudian ditautkan pada katrol yang massanya diabaikan seperti pada gambar. Bila percepatan gravitasi g = 10 m/s2, tentukan :








a. percepatan system ( a )

b. tegangan tali ( T )



5. Benda A bermassa 20 kg dan benda B kg diikat tali kemudian ditautkan pada katrol yang massanya diabaikan seperti pada gambar. Bila mA >  mB , percepatan system 2 m/s2 dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2, tentukan :

a. massa benda B

b. tegangan tali ( T )


 










6. dua balok bersentuhan ( m2 = 8 kg dan m1 = 10 kg ) berada di atas lantai licin. Jika gaya horizontal sebesar 60 N dikerjakan pada balok 8 kg, tentukan :

a. percepatan balok ( a )

b. gaya kontak antar balok ( f12 )









7. Dua benda mA = 10 kg dan mB = 16 kg   berada di atas permukaan meja licin dan gaya tarik F sebesar 200 N, tentukan :

a. percepatan system ( a )

b. tegangan tali  ( T )

 


 

 



Hukum 3 Newton



Coba kalian berdiri di dekat sebuah dinding, kemudian dorong dinding tersebut dengan tangan, apa yang kalian rasakan (tangan kalian sakit kan)? Untuk menjawab pertanyaan tersebut , Sir Isaac Newton memberikan suatu jawaban .

Bunyi Hukum 3 Newton :

Jika kita mengerjakan gaya pada suatu benda, benda itu akan mengerjakan gaya pada kita yang sama besarnya tetapi dengan arah yang berlawanan

Contoh lain gaya aksi – reaksi dalam kejadian sehari-hari di antaranya adalah :

1. gaya tarik menarik kutub utara dengan kutub selatan magnet

2. gaya Tarik menarik bumi dan bulan

3. gaya tolak menolak antara muatan-muatan listrik. Muatan positif dengan muatan positif. Muatan negative dengan muatan negative.

Rumus :

Faksi = - Freaksi

ada beberapa hal yang harus diperhatikan :

1. gaya aksi – reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda

2. gaya aksi – reaksi sama, namun arahnya berlawanan

3. gaya aksi – reaksi timbul secara berpasangan, tidak ada gaya aksi tanpa reaksi atau sebaliknya

Contoh soal :

1. Tiga balok masing-masing mempunyai massa m1 = 2 kg, m2 = 3 kg dan m3 = 5 kg dihubungkan dengan seutas tali seperti gambar di bawah. Jika system tersebut ditarik dengan gaya sebesar 40 N, tentukan :

a. percepatan system

b. tegangan tali T1

c. tegangan tali T2





awal tugas 2

gaya berat  ( w ) dan gaya normal ( N )

gaya berat  atau berat ( w ) suatu benda adalah besarnya gaya gravitasi yang diterima oleh benda itu.

Gaya normal ( N ) gaya yang tegak lurus bidang kontak / sentuh,  berfungsi untuk mengimbangi gaya berat.



Contoh soal :

1. sebuah balok yang beratnya 200 N diletakkan di atas lantai datar. Berapa besarnya gaya normal yang bekerja pada balok apabila :

a. pada balok tidak ada gaya luar lain yang mempengaruhinya

b. di atas balok diberi gaya tekan P = 50 N yang arahnya ke bawah

c. di atas balok diberi gaya Tarik  P = 50 N yang arahnya ke atas



Gerak pada lift ( ke atas dan ke bawah )

1. Lift bergerak ke atas

     Rumus :

ΣF = m.a

N – w = m.a

N = m.a + w

 


2. Lift bergerak ke bawah

     Rumus :

ΣF = m.a

W - N = m.a

N =  w – m.a



Keterangan :

N = gaya normal yang dikerjakan lift pada benda/ gaya desakan kaki orang ( N )

w = berat benda ( N )

K = gaya kontak ( N )

m = massa benda ( kg )

a = percepatan benda ( m/s2 )

g = percepatan gravitasi bumi ( m/s2 )

contoh soal :

1. seseorang berdiri dalam sebuah lift yang sedang bergerak . jika massa orang tersebut 70 kg, tentukan besar gaya normal yang dikerjakan lantai pada lift terhadap orang tersebut jika :

a. Lift bergerak naik dengan percepatan 5  m/s2

b. Lift bergerak turun dengan percepatan 8  m/s2



2. sebuah timba berisi pasir mempunyai massa 4 kg seperti terlihat pada gambar  di bawah. Timba digantung dengan tali. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, maka hitunglah gaya tegang tali jika :

a. system dalam keadaan diam

b. system bergerak ke atas  dengan percepatan 2 m/s2

c. system bergerak ke bawah  dengan percepatan 2  m/s2



3. seseorang berdiri di atas timbangan badan dalam sebuah lift. Sebelum lift bergerak timbangan menunjukkan angka 50 kg. Ketika lift bergerak ke atas timbangan menunjukkan angka 55 kg. anggap percepatan gravitasi bumi 10 m/s2. Tentukan percepatan lift saat bergerak naik


akhir tugas 2

Post a Comment for "Hukum Newton : Bunyi dan contoh penerapan soal lengkap"