▷ Hukum III Newton (prinsip aksi dan reaksi)

Artikel ini menjelaskan apa itu hukum ketiga Newton, yang juga dikenal sebagai prinsip aksi dan reaksi, dan apa isinya. Anda akan dapat melihat contoh hukum ketiga Newton serta rumus matematikanya. Selain itu, Anda dapat berlatih dengan latihan hukum ketiga Newton yang diselesaikan langkah demi langkah.

Apa hukum ketiga Newton?

Dalam fisika, pernyataan hukum ketiga Newton yang disebut juga prinsip aksi dan reaksi menyatakan sebagai berikut:

Jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda tersebut akan mengerjakan gaya yang besar dan arahnya sama tetapi berlawanan arah pada benda pertama.

Dengan kata lain, jika benda A mengerjakan gaya horizontal sebesar 10 N ke kanan pada benda B, maka benda B akan mengerjakan gaya horizontal sebesar 10 N ke kiri pada benda A.

Oleh karena itu, gaya-gaya antara dua benda atau sistem selalu sama besar tetapi arahnya berlawanan.

Logikanya, prinsip aksi dan reaksi disebut hukum ketiga Newton untuk menghormati fisikawan Isaac Newton yang pertama kali merumuskan hukum ini. Secara 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 masing-masing hukum Newton di situs web kami, ingenierizado.com.

Rumus hukum ketiga Newton

Hukum ketiga Newton (atau prinsip aksi dan reaksi) mengatakan bahwa jika suatu benda memberikan gaya pada benda lain, maka benda pertama akan menerima gaya yang diterapkan oleh benda kedua dengan besar yang sama tetapi arahnya berlawanan. Oleh karena itu, hukum ketiga Newton dapat dinyatakan dengan rumus berikut :

Emas

$F_{12}$

adalah gaya yang diberikan benda 1 terhadap benda 2. Dan

$F_{12}$

adalah gaya yang diberikan benda 2 pada benda 1.

Jadi, agar persamaan hukum III Newton terpenuhi, maka kedua gaya tersebut harus mempunyai modulus yang sama namun tandanya harus berlawanan, atau dengan kata lain gaya-gaya tersebut harus berlawanan.

Gaya yang pertama kali dihasilkan disebut juga gaya aksi . Demikian pula, gaya yang dihasilkan dari reaksi terhadap gaya pertama yang diberikan disebut gaya reaksi .

Contoh Hukum Ketiga Newton

Sekarang setelah kita mengetahui definisi hukum ketiga Newton, mari kita lihat beberapa contoh nyata untuk memahami konsep tersebut sepenuhnya.

Contoh khas dari hukum ketiga Newton adalah seseorang yang mengerjakan gaya pada dinding. Ketika kita memberikan gaya pada dinding, maka dinding tersebut akan memberikan gaya lain yang besarnya sama pada orang tersebut. Oleh karena itu, orang tersebut tidak akan dapat menggerakkan tembok tersebut tetapi akan menyadari bahwa dirinya didorong ke belakang karena gaya reaksi yang diberikan tembok tersebut pada dirinya.
Contoh lain dari prinsip aksi dan reaksi adalah gaya normal. Bumi memberikan gaya gravitasi yang mendorong kita menuju pusat planet, karena gaya normal adalah gaya reaksi yang diberikan bumi pada manusia dan melawan gaya ini. Jadi berkat gaya normal kita bisa tetap berada di permukaan bumi.
Terakhir, saat kita melompat, kita sebenarnya sedang mengerjakan gaya pada tanah, dan kemudian tanah bereaksi dan memberikan gaya yang sama besarnya pada kita, sehingga mendorong kita ke atas. Jadi, semakin besar gaya yang kita berikan pada tanah, semakin besar pula gaya yang diberikan tanah pada kita dan oleh karena itu semakin besar pula kita akan melompat.

Perhatikan bahwa hukum ketiga Newton tidak berarti bahwa kedua gaya saling berlawanan dan karenanya saling meniadakan. Sebaliknya, gaya aksi bekerja pada satu benda dan gaya reaksi bekerja pada benda lain.

Selain itu, meskipun gaya aksi dan gaya reaksi mempunyai besar yang sama, namun pengaruhnya tidak sama karena bekerja pada benda yang berbeda. Mengikuti contoh pertama yang dijelaskan di atas, ketika seseorang memberikan gaya pada sebuah dinding, tentu saja dinding tersebut tidak menggerakkannya, namun gaya reaksi yang diberikan dinding pada orang tersebut akan menggerakkannya.

Latihan terpecahkan hukum ketiga Newton

Latihan 1

Jika gaya vertikal ke bawah sebesar 15 N dikerjakan pada sebuah benda bermassa 4 kg, berapakah gaya yang harus dilakukan tanah agar benda berada dalam keadaan setimbang?

lihat solusinya

Benda akan berada dalam keseimbangan jika tidak bergerak, dan agar hal ini terjadi, tanah harus mengerahkan gaya yang melawan gaya berat benda ditambah gaya yang diberikan.

Jadi kita hitung dulu berat bendanya:

$P=m\cdot g=4\cdot 9,81=39,24 \ N$

Oleh karena itu, jumlah kedua gaya yang mendorong benda ke bawah adalah:

$F=15+39,24=54,24\ N$

Kesimpulannya, tanah harus memberikan gaya vertikal ke atas sebesar 54,24 N pada benda agar benda berada dalam keadaan setimbang.

Latihan 2

Sebuah benda bermassa 0,3 kg digantung pada seutas benang, demikian pula benda bermassa 0,1 kg lainnya digantungkan pada benda sebelumnya dengan benang lain, seperti terlihat pada gambar berikut. Jika gaya sebesar 6 N diberikan ke atas, berapakah percepatan sistem secara keseluruhan? Dan berapa tegangan kawat kedua?

lihat solusinya

Dalam hal ini, kita perlu menggunakan hukum kedua Newton dan hukum ketiga Newton untuk menyelesaikan masalah tersebut.

Pertama, kita akan menghitung gaya beban yang bekerja pada setiap benda:

$P=m\cdot g$

$P_1=m_1\cdot g=0,3\cdot 9,81=2,94\N$

$P_2=m_2\cdot g=0,1\cdot 9,81=0,98\N$

Sekarang kita terapkan persamaan hukum kedua Newton pada keseluruhan sistem:

$\displaystyle \sum F=m\cdot a$

$6-P_1-P_2=m\cdot a$

Kami mengganti data dan menghapus percepatan untuk menemukan nilainya:

$6-2.94-0.98=(0.3+0.1)\cdot a$

$2,08=0,4\cdot a$

$a=\cfrac{2.08}{0.4}=5.2\ \cfrac{m}{s^2}$

Sebaliknya, gaya yang dikerjakan benda 1 pada benda 2 akan berlawanan dengan gaya yang dikerjakan benda 2 pada benda 1. Selanjutnya, seperti yang kita ketahui percepatan benda 2 dan beratnya, kita rumuskan kembali persamaan gayanya tetapi kali ini hanya di badan 2:

$\displaystyle \sum F=m\cdot a$

$T-P_2=m_2\cdot a$

$T-0,98=0,1\cdot 5,2$

$T=0,52+0,98$

$T=1,5\N$

Ringkasnya, percepatan sistem adalah 5,2 m/s ² dan tegangan tali kedua adalah 1,5 N.

Hukum ketiga newton (atau prinsip aksi dan reaksi)