Hukum kedua newton (atau prinsip dasar dinamika)

Tinggalkan komentar / Oleh /

Dalam artikel ini kami menjelaskan apa yang ditetapkan oleh hukum kedua Newton, yang juga disebut prinsip dasar dinamika. Anda akan menemukan apa rumus hukum kedua Newton serta beberapa contohnya. Dan terakhir, Anda akan dapat berlatih dengan latihan hukum kedua Newton yang diselesaikan langkah demi langkah.

Apa hukum kedua Newton?

Pernyataan hukum kedua Newton yang disebut juga dengan prinsip dasar dinamika mengatakan bahwa:

Percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang diterapkan pada benda tersebut. Selain itu, perubahan kecepatan benda akan terjadi pada garis kerja gaya yang diterapkan.

Artinya, semakin besar gaya total yang diterapkan pada suatu benda atau sistem, semakin besar pula percepatan yang diperolehnya dan, oleh karena itu, semakin cepat pula geraknya.

Postulat ini masuk akal karena ketika kita melempar bola dengan sangat keras, kita mengirimkan percepatan yang besar ke bola tersebut, dan itulah sebabnya bola memperoleh kecepatan tinggi. Sebaliknya, jika kita melempar bola yang sama tetapi mengerahkan gaya yang sangat kecil, praktis bola tersebut tidak akan bergerak karena percepatannya sangat kecil.

Jelasnya, hukum kedua Newton dinamai menurut nama fisikawan Isaac Newton karena dialah orang pertama yang merumuskannya.

Perhatikan bahwa total ada tiga hukum Newton:

  • Hukum pertama Newton atau prinsip inersia.
  • Hukum kedua Newton atau prinsip dasar dinamika.
  • Hukum ketiga Newton atau prinsip aksi-reaksi.

Anda dapat memeriksa isi setiap hukum Newton di situs web kami, ingenierizando.com.

Rumus hukum kedua Newton

Rumus hukum kedua Newton menyatakan bahwa gaya yang diterapkan pada suatu benda berbanding lurus dengan percepatan yang diperoleh benda tersebut. Menjadi massa benda, konstanta proporsionalitas yang menghubungkan percepatan dengan gaya yang diterapkan.

Oleh karena itu, ekspresi aljabar hukum kedua Newton adalah:

Hukum kedua Newton atau prinsip dasar dinamika

Emas:

  • F

    adalah gaya total yang bekerja pada benda atau sistem. Satuan besaran gaya dalam Sistem Internasional adalah newton (N).

  • m

    adalah massa suatu benda atau sistem, satuan ukurannya dalam sistem internasional adalah kilogram (kg).

  • a

    adalah percepatan yang diperoleh suatu benda atau sistem, yang dalam Sistem Internasional diukur dalam meter per detik persegi (m/s 2 ).

Perlu diingat bahwa agar persamaan hukum kedua Newton terpenuhi, semua bilangan dalam sistem internasional harus dinyatakan.

1 \ N = 1 \ kg\cdot 1 \ \ cfrac{m}{s^2}

Biasanya, untuk menyelesaikan soal hukum kedua Newton dalam fisika, digunakan rumus di atas. Namun rumus ini juga dapat dinyatakan secara matematis sebagai variasi momentum (atau momentum linier) terhadap waktu:

F=\cfrac{dp}{dt}

Jika Anda belum memahami ungkapan sebelumnya, jangan khawatir karena Anda perlu mengetahui turunan dan biasanya diajarkan di kelas matematika tingkat lanjut. Yang penting Anda tetap berpegang pada konsep hukum kedua Newton (atau prinsip dasar dinamika) dan mengingat rumus pertama.

Contoh Hukum Kedua Newton

Setelah kita mengetahui definisi Hukum Kedua Newton yang dikenal juga dengan Prinsip Dasar Dinamika atau Hukum Dasar Dinamika, mari kita lihat beberapa contoh aturan ini untuk lebih memahami maknanya.

  1. Gaya yang harus diterapkan untuk menggerakkan suatu benda dalam keadaan diam bergantung pada massanya: semakin besar massanya, semakin besar pula gaya yang harus diterapkan untuk meneruskan percepatan ke benda tersebut. Misalnya, gaya yang harus diberikan lebih besar untuk menggerakkan sofa daripada menggerakkan buku (keduanya dengan percepatan yang sama).
  2. Contoh lain dari hukum kedua Newton adalah suatu benda akan bergerak lebih atau kurang tergantung pada gaya yang diberikan padanya. Saat Anda memukul bola, percepatannya akan jauh lebih besar jika Anda memukulnya dibandingkan jika Anda mencoba menggerakkannya dengan jari Anda.

Latihan terpecahkan hukum kedua Newton

Latihan 1

Jika gaya sebesar 145 N diterapkan pada benda bermassa 25 kg, berapakah percepatan yang diperoleh benda tersebut?

Untuk menyelesaikan permasalahan tersebut kita perlu menggunakan rumus hukum kedua Newton, yaitu:

F=m\cdot a

Sekarang kita selesaikan percepatan dengan rumus:

a=\cfrac{F}{m}

Gaya dan massa dinyatakan dalam Sistem Satuan Internasional, jadi cukup masukkan data ke dalam rumus dan hitung percepatannya:

a=\cfrac{145}{25}=5.8 \ \cfrac{m}{s^2}

Latihan 2

Sebuah benda bermassa 11 kg yang mula mula diam memperoleh kelajuan 9 m/s dalam waktu 4 sekon. Berapa banyak kekuatan yang diterapkan?

Dalam hal ini kita tidak mengetahui percepatan linier benda, tetapi kita mengetahui kelajuan awalnya, kelajuan akhir, dan waktu yang berlalu. Oleh karena itu kita dapat menghitung percepatannya sebagai berikut:

a=\cfrac{v-v_0}{t-t_0}=\cfrac{9-0}{4-0}=2.25 \ \cfrac{m}{s^2}

Dengan cara ini, sekarang kita dapat menggunakan rumus dari prinsip dasar dinamika untuk mencari besarnya gaya yang diterapkan:

F=m\cdot a=11\cdot 2,25=24,75 \ N

Latihan 3

Dengan menggunakan sebuah mesin, gaya sebesar 700 N diberikan pada benda bermassa 40 kg untuk menggerakkannya. Jika nilai gaya gesek antara benda dan tanah konstan 450 N, berapakah percepatan yang terjadi pada benda jika gaya tersebut diterapkan?

Gaya gesekan berlawanan dengan gerakan benda, jadi pertama-tama kita harus menghitung gaya total yang bekerja pada benda:

F_{net}=700-450=250 \N

Kedua, kita menggunakan rumus matematika hukum kedua Newton:

F=m\cdot a

Kami menyelesaikan percepatannya:

a=\cfrac{m}{F}

Dan kita substitusikan nilai gaya dan massa ke dalam rumus untuk mencari percepatan benda:

a=\cfrac{250}{40}=6,25 \ \cfrac{m}{s^2}

Tinggalkan komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Gulir ke Atas