Sir Isaac Newton merumuskan hukum gerak yang luar biasa berpengaruh terhadap dunia sains modern, bagaimana tidak? semua masalah gerak di alam semesta dapat terbukti hanya dengan tiga hukum sederhana. Setelah merumuskan Hukum I Newton tentang momen inersia, Newton melanjutkan pekerjaannya dengan merumuskan Hukum II Newton. Nah, pada artikel kali ini, kita akan membahas tentang Hukum ll Newton dan bagaimana penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Pengenalan Hukum II Newton
Hukum II Newton, juga dikenal sebagai Hukum Pergerakan, merupakan salah satu konsep fundamental dalam fisika yang ditemukan oleh Isaac Newton pada abad ke-17. Pada hukum II Newton menjelaskan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda, massa benda tersebut, dan percepatan yang dialami oleh benda tersebut.
Hukum II Newton menyatakan bahwa “percepatan suatu benda sebanding secara langsung dengan gaya total yang dikenakan pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut”. Dengan kata lain, semakin besar gaya yang bekerja pada suatu benda, maka percepatan benda tersebut akan semakin besar. Namun, semakin besar massa benda, maka percepatan benda tersebut akan semakin kecil jika gaya yang bekerja tetap.
Hukum ini memberikan pemahaman yang mendalam tentang bagaimana benda bergerak di bawah pengaruh gaya. Dalam hukum ini, gaya adalah faktor yang menyebabkan perubahan kecepatan suatu benda. Percepatan benda terjadi ketika gaya diberikan dan menghasilkan perubahan dalam kecepatan benda tersebut.
Rumus Matematis Hukum II Newton
Rumus dari Hukum II Newton sebagai berikut:
a = ∑F / m
Keterangan:
a = percepatan suatu benda (m/s2)
F = gaya (N)
m = massa suatu benda (kg)
Rumus ini menggambarkan hubungan antara gaya, massa, dan percepatan dalam suatu sistem. Penjelasan maksud dari rumus tersebut secara rinci sebagai berikut:
a. Gaya (F)
Gaya adalah besaran vektor yang menggambarkan interaksi antara dua benda atau pengaruh yang menyebabkan perubahan kecepatan suatu benda. Suatu gaya dapat berupa gaya dorong, gaya tarik, gaya gesek, gaya gravitasi, atau gaya lainnya. Satuan dari gaya dalam sistem Satuan Internasional (SI) adalah newton (N).
b. Massa (m)
Massa adalah jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda. Nah, massa ini dapat diukur dalam kilogram (kg) dan menunjukkan inersia atau ketahanan suatu benda terhadap perubahan kecepatan, massa suatu benda tidak berubah tergantung pada lokasi atau gravitasi.
c. Percepatan (a)
Percepatan adalah perubahan kecepatan suatu benda per satuan waktu. Kecepatan dapat berubah dalam hal kecepatan bertambah (percepatan positif) atau kecepatan berkurang (percepatan negatif). Satuan percepatan dalam SI adalah meter per detik kuadrat (m/s²).
Rumus ini menjelaskan bahwa gaya yang terdapat pada suatu benda akan menghasilkan percepatan yang sebanding dengan gaya tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda. Artinya, semakin besar gaya yang bekerja pada benda, maka percepatan benda tersebut akan semakin besar. Namun, jika massa benda semakin besar, percepatan akan semakin kecil jika gaya yang bekerja tetap.
Rumus ini juga merupakan dasar untuk menghitung gaya untuk menghasilkan percepatan tertentu pada suatu benda, atau sebaliknya yaitu untuk menghitung percepatan benda yang mengenai gaya tertentu.
Contoh Penerapan Hukum II Newton dalam Kehidupan Sehari-hari
Hukum II Newton memiliki banyak penerapan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan hukum ini:
a. Penggunaan Rem pada Kendaraan
Saat Anda menginjak rem pada kendaraan, gaya gesek dari rem akan bekerja pada roda kendaraan. Gaya ini menyebabkan kendaraan mengalami percepatan negatif, atau dalam kata lain, kendaraan menjadi lambat atau berhenti. Prinsip ini sesuai dengan Hukum II Newton, di mana gaya yang bekerja pada kendaraan (dalam hal ini gaya gesek) menghasilkan percepatan negatif yang sebanding dengan massa kendaraan.
b. Gerakan Benda pada Gaya Dorong
Misalnya, Anda mendorong sebuah kereta belanja yang terisi dengan barang-barang berat. Semakin besar gaya dorong yang Anda berikan, semakin besar pula percepatan kereta belanja tersebut. Namun, jika Anda memberikan gaya yang sama pada kereta belanja yang terisi dengan barang yang lebih ringan, percepatannya akan lebih besar karena massa kereta belanja lebih kecil.
c. Teknologi Transportasi
Hukum II Newton juga penting dalam desain kendaraan dan transportasi. Dalam merancang mobil, pesawat terbang, atau kendaraan lainnya, pemahaman akan hukum ini sangat penting untuk memastikan performa yang optimal. Menghitung percepatan dan gaya yang bekerja pada kendaraan membantu para insinyur dalam mengoptimalkan desain dan meningkatkan efisiensi.
d. Perencanaan Perjalanan Antariksa
Dalam perjalanan antariksa, Hukum II Newton digunakan untuk menghitung dan merencanakan trajektori yang tepat bagi wahana antariksa. Melalui pemahaman tentang hukum ini, para insinyur dapat memprediksi dan mengoptimalkan percepatan wahana antariksa dalam perjalanan mereka.
Kesimpulan
Hukum Kedua Newton, yang menyatakan bahwa percepatan suatu benda sebanding secara langsung dengan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut, memiliki peran yang krusial dalam pemahaman fisika dan teknologi. Dengan memahami dan menerapkan hukum ini, kita dapat menjelaskan fenomena gerakan benda dalam kehidupan sehari-hari serta mengoptimalkan perancangan sistem teknologi. Hukum Kedua Newton terbukti menjadi fondasi penting dalam ilmu fisika modern.
Editor: Putri Nur Sabrini Anastasia
Referensi :
Purwanto, J. (2014). Hukum Newton Tentang Gerak Dalam Ruang Fase Tak Komulatif. (10)1. ISSN 2301-8550.
Radiyono, Y., Wirdiyatusyifa, Fauzi, A., Surantoro. (2022). Pembuatan Alat Percobaan Hukum II Newton dengan Sensor Cahaya Photodioda. Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika. (12)1. ISSN 2620-3944.
