Hukum Newton 1, 2, 3 : Pengertian Contoh Soal Rumus Perhitungan

Pengertian Hukum Pertama Newton. Hukum Newton merupakan pengembangan dari teori yang dikemukakan oleh ilmuwan bernama Galileo. Hukum Newton I menjelaskan, bahwa jika resultan gaya dari suatu benda adalah sama dengan nol, maka benda yang posisinya diam akan tetap diam dan bedan yang sedang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Secara matematis hukum Newton I dapat diformulasikan sebagai berikut.

∑F = 0

Dari hukum Newton tersebut, dapat dipahami bahwa suatu benda akan cenderung mempertahankan keadaannya. Benda yang keadaan awalnya diam akan bertahan untuk tetap diam. Sebaliknya  benda yang sedang bergerak akan cenderung tetap bergerak. Kesimpulan hukum Newton I sering disebut sebagai hukum inersia atau hukum kelembaman.

Contoh Penerapan Hukum Pertama Newton 

Contoh penerapan dari hukum Newton I adalah ketika berada dalam kendaraan yang sedang bergerak cepat kemudian berhenti secara tiba-tiba (bisa kareana direm tiba-tiba atau bertabrakan), maka semua muatan baik sopir, penumpang atau benda lain yang ada di dalam kendaraan akan terdorong ke depan. Dorongan ke depan inilah yang menjelaskan kecenderungan benda yang bergerak akan bertahan untuk tetap bergerak.


Contoh Soal Perhitungan Hukum I Newton

Tiga buah gaya, F1 = 20 N dan F2 = 25 N, dan F3 = c N bekerja pada sebuah benda, seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Jika benda tetap diam, berapakah F3   atau ?

Soal Ujian Rumus Hukum I Newton
Soal Ujian Rumus Perhitungan Hukum I Newton

Jawab

Karena benda diam, sesuai dengan Hukum Pertama Newton,

ΣF = 0

F1 + F2F3 = 0

sehingga diperoleh

F3 = F1 + F2 = 20 + 25 = 45 N

Contoh Soal Rumus Perhitungan Hukum 1 Newton

Gambar di bawah, menunjukkan sebuah benda yang mempunyai massa 10 Kg sedang digantung dengan tali. Jika percepatan grafitasi bumi di tempat itu g = 10 m/s2, maka hitunglah besar gaya tegang tali:

Contoh Soal Perhitungan Rumus Hukum 1 Newton
Contoh Soal Perhitungan Rumus Hukum 1 Newton

Penyelesaiannya:

Diketahui: m = 10 kg; g = 10 m/s2

Ditanya besar gaya tegang tali T

ΣF = 0

T – W = 0

T = W = m . g

T = 10 x 10 = 100 N

Soal Soal Lainnya Beserta Pembahasan Ada Di Akhir Artikel

Hukum Kedua Newton 

Hukum  Newton I hanya membahas gaya yang bekerja pada benda yang bergerak atau diam tanpa adanya pengaruh gaya dari luar. Hal ini artinya benda tidak mengalami perubahan kecepatan. Kecepatan selalu konstan, sehingga tidak ada percepatan.

Hukum  Newton II menjelaskan  bahwa percepatan benda yang disebabkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda adalah berbanding lurus dengan resultan gayanya, dan berbanding terbalik dengan massa dari bendanya. Secara matematis hukum Newton II dapat diformulasikan sebagai berikut.

∑F = m x a

Keterangan:

a  =  percepatan benda (ms-2)

∑F =  resultan gaya yang bekerja pada benda (N)

m =  massa benda (kg)

Dari formulasinya dapat diketahui bahwa Hukum Newton II dapat menjelaskan pengaruh dari perubahan kecepatan dan massa suatu benda terhadap besarnya resultan gaya yang bekerja pada suatu benda. Jika benda bergerak dengan percepatan yang lebih tinggi, maka resultan gaya yang dihasilkan juga semakin tinggi. Resultan gaya akan menjadi lebih besar ketika benda bergerak dengan percepatan lebih besar. Resultan gaya akan menjadi besar pada benda yang massanya lebih besar dan bergerak dengan percepatan yang sama.

Contoh Perhitungan Hukum Kedua Newton.

Hitung massa truk yang sedang bergerak dengan percepatan 2 m/s dan menghasilkan gaya 8000 N.

Jawab :

Formula dari Hukum Newton II adalah ∑F = m x a

∑F = 8.000 N

a = 2 m/s

maka massa truk adalah:

∑F / a = m

m = 8.000N/2 m/s = 4000 kg atau

m = 4 ton.

Contoh Soal Perhitungan Hukum 2 Newton.

Dua buah gaya masing-masing 100 N bekerja pada benda 50 kg, seperti terlihat pada gambar.

  1. Tentukanlah resultan gaya tersebut.
  2. Berapakah percepatannya?
Soal Ujian Rumus Hukum 2 Newton
Soal Ujian Rumus Hukum 2 Newton

Jawab

1). Gunakan aturan vektor dalam menjumlahkan gaya. Oleh karena F1 dan F2 saling tegak lurus maka sesuai dengan Dalil Pythagoras

FR = √(F12 +F22)

FR = √(1002 +1002)

FR = √(20.000)

FR = 100√(2) N

2). massa benda 50kg, maka percepatannya adalah

a =FR/m

a = 100√(2) N/50

a = 2 √(2) m/s2

Soal Soal Lainnya Beserta Pembahasan Ada Di Akhir Artikel

Hukum Ketiga Newton.

Hukum Newton III  menjelaskan  jika benda A memberikan  gaya pada benda B, maka benda B akan memberikan gaya pada benda A, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.

Hukum ini menjelaskan  bahwa suatu gaya yang bekerja pada sebuah benda selalu diimbangi dengan gaya dari benda lain. Artinya, tidak ada gaya bekerja yang hanya melibatkan satu benda. Gaya yang terlibat setidaknya memerlukan dua benda yang saling berinteraksi. Pada interaksi ini gaya-gaya berkerja selalu berpasangan dan berlawanan arah.

Jika benda A memberikan gaya sebesar F(aksi) pada benda B, maka benda B akan memberikan gaya sebesar  F(reaksi) pada A. Pasangan gaya inilah yang  dikenal dengan pasangan aksi reaksi. Diketahui  bahwa gaya aksi dan reaksi besarnya sama namun arahnya berlawanan. Arah berlawanan dinotasikan dengan tanda negatif (-).

Hukum ini dapat dinyatakan dengan “setiap ada aksi, selalu ada suatu reaksi yang nilainya sama besar namun arahnya berlawanan”. Secara matematis hukum III Newton dapat diformulasikan sebagai berikut.

Faksi = -Freaksi

Contoh Hukum Newton 3

Contoh yang dapat menunjukkan gaya aksi reaksi adalah seseorang yang sedang menembak.  Pada saat menembakkan peluru (peluru keluar dari laras senjata) ke arah depan (ini sebagai gaya aksi). Sebagai gaya reaksinya adalah peluru memberikan gaya yang berlawanan dengan arah gerak peluru, sehingga penembak terdorong ke belakang. Gaya aksi-reaksi inilah yang menyebabkan penembak terlihat tersentak ke belakang sesaat setelah senjata mengeluarkan peluru.

Contoh Contoh Soal Ujian Hukum Newton 1 2 3

1). Contoh Soal Ujian Menghitung Massa Benda Hukum Newton

Perhatikan gaya gaya yang bekerla pada balok seperti pada gambar berikut:

Contoh Soal Ujian Menghitung Massa Benda Hukum Newton
Contoh Soal Ujian Menghitung Massa Benda Hukum Newton

Balok bergerak dengan percepatan 5 m/s2. Hitunglah massa balok tersebut

Diketahui:

F1 = 35 N arah ke kiri

F2 = 15 N arah ke kiri

F3 = 60 N arah ke kanan

a = 5 m/s2

Jawab:

∑ F = F3 – F1 – F2

∑ F = 60 – 35 – 15

∑ F = 10 N

Tanda pisitif menunjukkan arah gaya ke kanan, sehingga balok bergerak ke kanan

∑ F = m.a

m = F/a

m = 10/5

m = 2 kg

Jadi balok yang sedang bergerak memiliki massa 2 kg.

2). Contoh Soal Hukum Newton Rumus Menghitung Percepatan Balok Bergerak

Tiga gaya berkerja pada balok bermassa 5 kg  yang sedang bergerak.

Contoh Soal Hukum Newton Rumus Menghitung Percepatan Balok Bergerak
Contoh Soal Hukum Newton Rumus Menghitung Percepatan Balok Bergerak

Hitunglah percepatan balok tersebut:

Diketahui

Diketahui:

F1 = 30 N arah ke kiri

F2 = 10 N arah ke kanan

F3 = 15 N arah ke kanan

m = 5 kg

Jawab:

∑ F = F3 + F2 – F1

∑ F = 15 +10 – 30

∑ F = – 5 N

Tanda negative menunjukkan arah gaya kiri (warna merah) sehingga balok bergerak ke arah kiri.

∑ F = m.a

a= F/m

a = 5/5

a= 1 m/s2

Jadi balok bergerak dengan percepatan 1 m/s2.

3). Contoh Soal Ujian Hukum Newton Menghitung Percepatan Benda

Sebuah balok bermassa 5 kg ditarik oleh sebuah gaya F sehingga mengalami percepatan sebesar 2 m/s2 seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Contoh Soal Ujian Hukum Newton Menghitung Percepatan Benda
Contoh Soal Ujian Hukum Newton Menghitung Percepatan Benda

Apabila di atas balok tersebut ditambah balok dengan berat 3 kg, Hitung percepatan kedua balok saat ditarik dengan gaya F yang sama.

Diketahui

m1 = 5 kg

a1 = 2 m/s2

massa balok setelah ditambah balok 3 kg

m2 = 5 + 3 kg

m2 = 8 kg

Jawab:

Resultan Gaya pertama sebelum penambahan balok atau awal

∑ F1 = m1.a1

∑ F1 = 5 x 2 = 10 N

resultan gaya ke dua setelah ditambah balok 3 kg

∑ F2 = m2.a2

∑ F2 = 8 x a2

Resultan gaya pertama dan ke dua adalah sama

∑ F1 = ∑ F2

10 = 8 x a2

a2 = 10/8

a2 = 1,25 m/s2

Jadi percepatan balok setelah ditambah balok di atasnya adalah 1,25 m/s2.

4). Contoh Soal Newton Menghitung Tegangan Tali Bergerak Ke Atas

Sebuah balok bermassa 10 kg ditarik oleh tali ke arah atas sehingga balok mengalami percepatan 1 m/s2 seperti pada gambar di bawah. Hitung tegangan yang dialami oleh tali tersebut?

Contoh Soal Newton Menghitung Tegangan Tali Bergerak Ke Atas
Contoh Soal Newton Menghitung Tegangan Tali Bergerak Ke Atas

Diketahui

aY = 1 m/s2

m = 10 kg

FB = berat balok

FB = m.g = 10 x 9,81

FB = 98,1N

Resultan gaya arah ke atas (arah sumbu-Y) dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

∑FY = m.aY

FY = gaya arah sumbu-Y

aY = percepatan arah sumbu-Y

Asumsi arah ke atas adaah positif

∑FY = FT – FB = m.aY  atau

FT = FB + m.aY

FT = 98,1 + 10 (1)

FT = 108,1 N

Jadi tegangan tali yang menarik balok dengan percepatan 1 m/2 adalah 108,1 N. tegangan tali ini lebih besar dari gaya berat balok FB.

5). Contoh Soal Mengitung Gaya Tali Lift Hukum Newton

Sebuah lift bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s2. Jika massa lift dan isinya 200 kg, tentukanlah tegangan tali penarik lift tersebut. Percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2.

Diketahui

m = 200kg

a = 2 m/s2

Jawab

Gaya yang bekerja pada lift adalah berat dan tegangan tali seperti diperlihatkan pada gambar berikut:

Contoh Soal Mengitung Gaya Tali Lift Hukum Newton
Contoh Soal Mengitung Gaya Tali Lift Hukum Newton

Lift bergerak dengan suatu percepatan ke atas, sesuai Hukum Kedua Newton, maka system tersebut dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

∑FY = m.aY

T – FB = m.aY

T – m.g =  m.aY

T = m.g + m.aY

T = m (g + aY)

Dengan demikian

T = (200 kg)(10 m/s2 + 2 m/s2)

T = 24.000 N.

Jadi tegangan yang dialami oleh tali lift saat menarik bebannya adalah 24.000 N

6). Contoh Soal Menghitung Koefisien Gesek Hukum Newton,

Sebuah balok bermassa 10 kg ditarik di atas lantai dengan gaya 20 N sehingga bergerak dengan laju konstan. Hitunglah koefisein gesek yang bekerja pada antar muka balok dan lantai.

Contoh Soal Menghitung Koefisien Gesek Hukum Newton,
Contoh Soal Menghitung Koefisien Gesek Hukum Newton,

Diketahui:

m = 10 kg

FX = 20 N

Rumua Koefisien Gesek

Nilai koefisien gesek dapat dinyatakan dengan rumus persamaan berikut:

m = FG/FN

Menghitung Resultan Gaya Arah Sumbu-Y

∑FY = m.aY  atau

∑FY = FN – FB = m.aY  

FB = m.g

aY  = 0, karena tidak bergerak pada arah sumbu-Y. Tidak bergerak ke atas atau ke bawah.

FN – FB = m.aY  

FN – 10 x 9,81= 10 x (0)

FN = 98,1 N (gaya normal)

Menghitung Resultan Gaya Arah Sumbu-X

Resultan Gaya yang bekerja pada balok dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

∑FX = m.aX  

∑FX = FX – FG = m.aX  atau

aX = 0, karena laju pergerakan balok tetap,

20 – FG = 10 x (0)

FG = 20 N

Dengan demikian koefisien geseknya adalah

m = FG/FN

m = 20/98,1

m = 0,204

jadi koefisien antamuka balok lantai adalah 0,204

7). Contoh Soal Menghitung Tegangan Maksimum Tali Hukum Newton

Sebuah mobil bermassa 800 kg diderek dengan menggunakan tali. Namun tali derek akan putus jika tegangan yang dialaminya melebihi 1600 N. Hitung percepatan terbesar mobil bergerak agar tali tidak putus..

Contoh Soal Menghitung Tegangan Maksimum Tali Mobil Hukum Newton
Contoh Soal Menghitung Tegangan Maksimum Tali Mobil Hukum Newton

Diketahui

m = 800 kg

F = 1500 N

Gaya arah sumbu-Y tidak diperhitungkan, karena saling menyeimbangkan atau ∑FY = 0.

Resultan gaya arah sumbu-X dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

∑FX = m.aX  

∑FX = 1600 = 800 x aX

ax = 1600/800

ax = 2,0 m/s2

Jadi percepatan tertinggi yang bisa dicapai oleh mobil agar tali derak tidak putus adalah  2 m/2.

8). Contoh Soal Menghitung Gaya Untuk Menghentikan Mobil Hukum Newton

Tentukan resultan sebuah gaya yang diperlukan untuk menghentikan mobil bermassa 1.000 kg yang sedang bergerak dengan kelajuan 36 km/jam dalam jarak 25 m.

Jawab

Diketahui:

m = 1.500 kg,

v0 = 36 km/jam = 10 m/s,

s = jarak sampai berhenti

s = 25 m.

Dari konsep GLBB (geral lurus berubah beraturan)

v = v0 + at,

a = percepatan (perlambatan) yang diperlukan supaya mobil berhenti,

v1 = 0, (saat mobil berhenti)

Besar perlambatan dapat dihitung dengan persamaan berikut

a = [(v1)2 – (v0)2]/2s

a = [(v1)2 – (v0)2]/2s

a = [0 – (10)2]/[2 x 25]

a = -2 m/s2

Dengan demikian, sesuai dengan Hukum Kedua Newton,

F = m.a = (1.000 kg)(–2 m/s2) = – 2.000 N

Tanda negatif menunjukkan bahwa resultan gaya yang diberikan harus berlawanan arah dengan kecepatan awal benda. Jadi, besarnya resultan gaya yang harus diberikan adalah 2.000 N dan berlawanan arah dengan gerak benda.

Contoh Soal Menghitung Gaya Normal Pada Bidang Miring Hukum Newton

Benda bermassa 10 kg terletak diam di atas sebuah bidang. Tentukanlah gaya normal yang bekerja pada benda Ketika berada pada bidang datar, dan pada bidang yang membentuk sudut 30° terhadap bidang datar. Nilai konstanta gravitasi, g = 10m/s2.

Jawab:

Rumus Gaya Normal Pada Bidang Datar

Gaya yang bekerja Pada Benda adalah gaya berat FB dan Gaya normal FN.

FB = m.g = (10 kg)(10 m/s2) = 100 N

Karena benda diam, sesuai dengan Hukum Pertama Newton, resultan gayanya harus sama dengan nol, sehingga dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

∑F = m.a  

FN – FB = 0

FN – 100 = 0

FN = 100 N

Sehingga gaya Normal benda pada bidang datar adalah = 100 N

Rumus Gaya Normal Pada Bidang Miring

Gaya yang bekerja pada balok di bidang miring dapat dilihat pada gambar berikut:

Contoh Soal Menghitung Gaya Normal Pada Bidang Miring Hukum Newton
Contoh Soal Menghitung Gaya Normal Pada Bidang Miring Hukum Newton

Untuk mendapatkan besar gaya normal, uraikan berat FB  ke sumbu-y (sumbu-y berimpit dengan N) dan diperoleh

FB.y = FB cos θ0 = 100 (1/2 √3)

FB.y = 50√3 N

Pada sumbu-y balok diam, maka

∑Fy = 0  

FN – FB.y = 0

FN = FB.y

FN = 50√3 N

Bensin: Pengertian Standar Uji Penentuan Komposisi Bilangan Oktan Reaksi Pembuatan Kegunaan Dampak Kesehatan Lingkungan

Pengertian Bensin – Gasoline: Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang terdiri dari campuran senyawa hidrokarbon yaitu alkana berrantai karbon lurus b...

Hukum Newton 1, 2, 3 : Pengertian Contoh Soal Rumus Perhitungan

Pengertian Hukum Pertama Newton.  Hukum Newton merupakan pengembangan dari teori yang dikemukakan oleh ilmuwan bernama Galileo. Hukum Newton I menjelaskan, ...

Menghitung Biaya Energi Listrik Rumah/Kantor

Pengertian Energi Listrik. Energi listrik merupakan daya listrik yang terpakai selama waktu tertentu. Besarnya Energi listrik yang digunakan untuk suatu...

Pengertian Contoh Perhitungan Hukum Ohm

Pengertian Hukum Ohm.  George Simon Ohm adalah orang  pertama yang menemukan hubungan antara kuat arus listrik yang mengalir melalui penghantar yang b...

Pengertian Perhitungan Gerak Lurus Beraturan

Pengertian Gerak Lurus Beraturan.  Suatu benda dapat dikatakan bergerak apabila posisi atau kedudukannya atau tempatnya berubah terhadap sebuah titik ...

Pengolahan Air Limbah Secara Adsorpsi.

Pengertian Pengolahan Air Metoda Adsorpsi. Pengolahan air secara adsorpsi merupakan proses pemisahan air dari pengotornya dengan cara penyerapan pengotor...

Pengolahan Air Minum Dengan Penyaringan, Filtrasi

Konsep dasar dari pengolahan air dengan cara penyaringan adalah memisahkan padatan atau koloid dari air dengan menggunakan alat penyaring, atau saringan....

Pengolahan Air Minum, Water Treatment

Pengertian Pengolahan Air Minum Pengolahan air minum merupakan proses pemisahan air dari pengotornya secara fisik, kimia dan biologi. Tujuan utama dari...

Pengolahan Minyak Jelantah Menjadi Biodiesel.

Pengertian Minyak Jelantah, Sebagai Limbah Cair Rumah Tangga. Istilah minyak jelantah merujuk pada suatu jenis minyak yang diperoleh dari sisa penggorengan...

Proses Gasifikasi Konversi Batubara Menjadi Gas

Pengertian Gasifikasi.  Gasifikasi adalah proses konversi bahan bakar padat menjadi gas melalui reaksi dengan satu atau campuran reaktan udara, oksigen, ...

Daftar Pustaka:

  1. Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
  2. Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
  3. Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
  4. Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Jakarta.
  5. Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
  6. Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,
  7. Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
  8. Ardra.biz, 2019, “Asumsi Hukum Newton, Contoh Soal Perhitungan Hukum Pertama Newton, Contoh Soal Ujian Hukum Newton, Menghitung Percepatan massa dan resultan gaya hokum newton, Pengertian Contoh Soal Hukum Pertama Newton, Pengertian Contoh Soal Perhitungan Hukum Kedua Newton 2,
  9. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Hukum Newton pertama kedua dan ketiga, Persamaan Rumus hukum Newton 1, Rumus Persamaan Hukum Newton 1 2 dan 3, Contoh Soal Rumus Hukum 1 Newton, Satuan Gaya Hukum Newton,
  10. Ardra.Biz, 2019, “Contoh Penerapan Hukum Newton, Bunyi Pernyataan Hukum Newton 1 2 3, Bunyi Pernyataan Hukum Newton, Satuan Gaya Newton,