Hukum Newton 2: Pengertian, Bunyi, Rumus, Contoh Soal, dan Penerapannya

Ilustrasi Hukum Newton 2. Foto: Unsplash/Jannik Skorna

Hukum Newton adalah hukum yang dikemukakan oleh fisikawan Sir Isaac Newton. Setelah merumuskan hukum inersia Newton yang pertama, Newton melanjutkan karyanya dengan merumuskan hukum Newton 2.

Hukum Newton merupakan hukum dasar gerak yang menghitung pengaruh gerak terhadap benda tertentu. Hukum ini berhubungan dengan hubungan antara gaya, massa dan percepatan.

Pengertian dan Bunyi Hukum Newton 2

Ilustrasi Hukum Newton 2. Foto: Unsplash/Emilio Garcia

Hukum Newton 2 mengacu pada keadaan suatu benda yang bergerak, yang juga memperhitungkan massa benda dan gaya yang bekerja pada benda tersebut.

Hal ini menunjukkan bahwa percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja pada benda, sedangkan massanya berbanding terbalik dengan percepatan benda.

Arah percepatan benda sama dengan arah percepatan benda. kekuatan keseluruhan pada objek. Menurut hukum ini, gaya yang bekerja pada suatu benda menjadi lebih besar seiring bertambahnya arah gerak benda.

Sebaliknya jika diberikan gaya yang berlawanan arah atau berlawanan dengan gaya pada benda, maka kecepatan gaya tersebut akan semakin lambat atau kecepatannya akan berkurang karena kecepatannya berubah dan kecepatannya berubah.

Besarnya lambat atau cepatnya suatu benda bergerak mempengaruhi arah pergerakan benda tersebut.

Hukum ini menjelaskan bahwa resultan gaya yang bekerja pada suatu benda tidaklah nol, sehingga benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu, artinya benda yang bergerak tersebut harus mempunyai percepatan.

Bunyi dari hukum ini adalah “percepatan suatu benda yang disebabkan oleh perubahan kecepatan berbanding lurus dengan besarnya resultan gaya atau gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut”.

Artinya, ketika sebuah benda menerima gaya, akan mengalami percepatan sebanding dengan besar gaya tersebut dan bergerak dalam arah yang sama dengan gaya tersebut.

Ini berarti jika sebuah benda memiliki massa yang tetap, percepatannya akan sebanding dengan gaya yang bekerja padanya.

Hukum ini menjelaskan tentang apa yang terjadi pada benda masif ketika digerakkan oleh gaya eksternal. Termasuk menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada benda sama dengan hasil kali antara massa dan percepatannya.

Rumus dan Contoh Soal

Ilustrasi Hukum Newton 2. Foto: Unsplash/Janosch Diggelmann

Dikutip dari buku Fisika 2, Pro. Dr. Mundilarto, M.Pd, (19), berikut merupakan rumus dari hukum Newton 2:

F = m.a

Dengan :

F = gaya yang bekerja pada benda (N)

m = massa benda yang diberi gaya (kg)

a = percepatan benda yang diberi gaya ( m/s2 )

Bila gaya bekerja lebih dari satu ditulis :

∑ F = ∑ m.a

Rumus ini menggambarkan bahwa gaya (F) adalah hasil kali antara massa (m) dan percepatan (a) dari benda tersebut. Satuan internasional yang digunakan untuk gaya adalah Newton (N), yang setara dengan kilogram meter per detik kuadrat (kg m/s²).

Contoh soal:

1. Sebuah mobil bermassa 1,5 ton bergerak dengan kelajuan 72 km/jam. Mobil tersebut tiba-tiba direm dengan gaya pengereman sebesar F=2,4x10 4 N hingga berhenti. Berapa jarak yang ditempuh mobil tersebut mulai direm sampai berhenti?

Jawaban:

F= ma

24000= 1500a

a= 16 m/s2

Jarak yang ditempuh dapat ditemukan dengan:

v2/t= v2/0-2as

0= 202-2(16)(s)

32s= 400

s=12,5 m

2. Sebuah mobil dengan massa 1000 kg diberikan gaya sebesar 5000 N ke arah timur. Hitunglah percepatan mobil tersebut berdasarkan hukum Newton kedua!

Jawaban:

Untuk menghitung percepatan mobil, dapat menggunakan rumus:

F = m.a,

F adalah gaya yang diberikan (5000 N)

m adalah massa mobil (1000 kg)

a = F/m

a = 5000/1000

a = 5 m/s^2.

Jadi, percepatan mobil adalah 5 m/s2.

3. Seorang pelari berlari dengan percepatan sebesar 4 m/s2. Jika ia memiliki massa 70 kg, berapa besar gaya yang diberikan oleh pelari kepada tanah berdasarkan hukum Newton kedua?

Jawaban:

Untuk menghitung gaya yang diberikan oleh pelari kepada tanah, dapat menggunakan rumus:

F = m.a.

F adalah massa pelari (70 kg)

a adalah percepatan yang diberikan (4 m/s2).

F = (70 kg) x (4 m/s2) = 280 N.

Jadi, pelari memberikan gaya sebesar 280 N kepada tanah.

4. Sebuah bola bermassa 450 gram dipukul dengan gaya 2 N. Akibatnya benda yang semula diam menjadi bergerak. Percepatan gerak benda tersebut adalah ….

Jawaban:

m = 450, gr = 0,45 kg

F = 2 N

Untuk mencari percapatan gerak bola, gunakan persamaan berikut ini.

F=ma 2

=(0,45)a a

=4,44 m/s²

Jadi, percepatan gerak bola tersebut adalah 4,44 m/s2.

5. Sebuah balok kayu bermassa 5 kg diam di atas lantai yang licin. Lalu, balok kayu tersebut diberi gaya mendatar 10 N hingga bergerak. Besarnya kecepatan balok kayu setelah bergerak selama 2 s adalah ….

Jawaban:

m = 5 kg

F = 10 N

t = 2 s

v0 = 0 (diam)

Mula-mula, harus mencari percepatan gerak balok kayu tersebut setelah dikenai gaya 10 N.

F=ma

10=5a a=2m/s²

Selanjutnya, substitusikan nilai a = 2 m/s² ke persamaan kecepatan GLBB seperti berikut.

v₁=v₀+at

=0+(2)(2)

=4 m/s

Jadi, kecepatan balok kayu setelah bergerak selama 2 s adalah 4 m/s.

Contoh Penerapan dalam Kehidupan Sehari-hari

Ilustrasi Hukum Newton 2. Foto: Unsplash/VietNam Beautiful

Penggunaan hukum ini sangat sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Hukum ini terjadi saat manusia menggerakkan benda-benda yang ada di sekitarnya.

1. Menendang Bola

Saat menendang bola berarti memberikan gaya pada bola ke arah tertentu. Hukum ini dapat digunakan untuk menghitung gaya yang diberikan pada arah tertentu ketika menendang bola. Semakin besar gaya yang diberikan, semakin jauh jarak gerak bola.

2. Mendorong Meja

Saat mendorong meja, jika salah satu memberikan gaya yang lebih banyak dibanding orang lainnya. Tentu saja meja dengan dorongan terkuat akan sampai lebih cepat dibandingkan meja dengan dorongan lebih sedikit.

3. Melempar Batu Ke atas

Mula-mula batu bergerak dengan kecepatan ke atas yang konstan akibat gaya yang diberikan oleh tangan.

Namun ketika batu tersebut mencapai titik tertingginya, gaya gravitasi mulai melambat dan kemudian menghentikan gerak batu tersebut sehingga menyebabkan batu tersebut berhenti sejenak sebelum mulai turun kembali ke permukaan tanah.

4. Mobil Mainan

Jika memiliki sebuah mobil mainan, kemudian coba tarik mobil mainan itu ke belakang, maka mobil mainan tersebut akan mulai bergerak. Semakin kuat menarik mobil mainannya, maka akan semakin cepat mobil itu bergerak ke depan.

Kemudian jika pemilik mencoba memberi beban pada mobil mainan tersebut, maka gerak mobil tersebut semakin melambat. Jadi dapat dikatakan pula bahwa semakin besar massa suatu benda, maka juga akan mempengaruhi kecepatan benda tersebut menjadi lebih kecil.

5. Mendorong Gerobak

Saat gerobak didorong akan timbul percepatan gaya karena adanya dorongan.

6. Menimba Air

Ketika menimba air di sumur, gaya yang bekerja pada ember adalah gaya tarik dari tali. Gaya ini menyebabkan ember mengalami percepatan ke atas. Semakin besar gaya tarik, semakin besar pula percepatan ember ke atas.

7. Bus Melaju di Jalan Raya

Bus yang melaju di jalan raya mendapatkan percepatan yang sama dengan gaya tetapi berbanding terbalik dengan massa bus. Hal ini membuat semakin besar massa dari bus maka gaya yang diberikan terhadap bus tersebut juga akan semakin besar.

8. Permainan Kelereng

Dalam permainan kelereng, ketika kelereng menggelinding, gaya yang bekerja padanya adalah gaya gesek antara kelereng dan permukaan.

Gaya gesek ini menyebabkan kelereng mengalami percepatan ke arah yang berlawanan dengan arah geraknya. Semakin besar gaya gesek, semakin cepat pula kelereng berhenti.

9. Menarik Gerobak

Kegitan menarik gerobak merupakan salah satu kegiatan yang penuh dengan gaya. Hal ini karena saat menarik gerobak, maka gaya yang diberikan akan semakin besar jika isi gerobak penuh.

10. Mobil yang Melaju

Ketika mobil melaju, gaya yang bekerja padanya adalah gaya dorong dari mesin. Gaya ini menyebabkan mobil mengalami percepatan ke depan. Semakin besar gaya dorong, semakin besar pula percepatan mobil.

11. Sepeda yang Berhenti

Ketika sepeda berhenti, gaya yang bekerja padanya adalah gaya gesek antara ban dan jalan. Gaya gesek ini menyebabkan sepeda mengalami percepatan ke belakang. Semakin besar gaya gesek, semakin besar pula percepatan sepeda ke belakang.

Berbagai jenis gaya yang diberikan terhadap suatu benda dapat diukur dengan hukum ini. Sehingga hukum ini menjadi hukum terpenting dalam gerak benda.

Baca Juga: Pengertian Hukum Newton I, II, dan III beserta Contoh Penerapannya

Demikian pengertian Hukum Newton 2, bunyi, rumus, contoh soal, dan penerapan dalam kehidupan sehari-hari. Semoga bermanfaat.(glg)