Hukum Newton dan Pesawat Sederhana
Nama: Muhammad Ravanza Wardhana
Prodi: Teknik Mesin Reg B
Nim: 230102061
Tanggal publikasi 20 November
Hukum Newton dalam Prinsip Penerbangan
Hukum I Newton menyatakan bahwa sebuah benda yang diam akan tetap diam dan sebuah benda bergerak dengan kecepatan tetap atau percepatannya nol. Secara sederhana, tidak ada benda yang bergerak sebelum ada gaya sehingga menyebabkan benda bergerak. Sebaliknya, benda akan senantiasa bergerak hingga ada gaya luar yang menyebabkan benda berhenti. Sebuah pesawat yang terparkir di hanggar akan tetap diam sampai ada sebuah gaya yang cukup untuk menggerakkan pesawat. Begitu pula ketika pesawat yang bergerak dengan kecepatan konstan, inersia yang dimiliki pesawat akan menjaga agar tetap bergerak.
Hukum II Newton menyatakan bahwa jika sebuah benda yang diberikan gaya, hasilnya adalah akselerasi yang akan mengubah keadaan benda. Jika sebuah pesawat awalnya diam kemudian pesawat tersebut diberikan gaya akan menyebabkan pesawat tersebut dapat terbang. Sebaliknya, jika pesawat awalnya bergerak kemudian diberikan akselerasi negatif akan menyebabkan pesawat akan diam. Hukum II Newton ini meliputi kedua perubahan, yaitu arah dan kecepatan.
Hukum III Newton menyatakan bahwa ketika sebuah benda memberikan gaya pada benda lain, benda kedua juga akan memberikan gaya dengan nilai yang sama dengan gaya semula, tetapi memiliki arah yang berbeda. Sebagai contoh pada pesawat jet. Pada sebuah pesawat jet, mesin mengembuskan tekanan udara panas ke belakang dengan arah gaya tertentu. Akibatnya terjadi reaksi yaitu berupa dorongan ke udara dengan gaya yang sama tetapi memiliki arah yang berkebalikan.
Hukum I Newton
Hukum I Newton menyatakan bahwa suatu benda tidak akan bergerak selama gaya yang bekerja padanya adalah nol atau suatu benda yang bergerak lurus akan tetap bergerak jika tidak ada gaya lain yang mempengaruhi.
Benda yang didorong akan berhenti sendiri karena dipengaruhi oleh gravitasi bumi. Selain itu, gaya yang ditimbulkan oleh bidang yang tidak licin (gaya gesek) akan mengurangi gaya yang ada pada benda yang bergerak pada bidang kasar. Inilah sebabnya mengapa benda yang didorong akan berhenti sendiri.
Mengutip dari Kemendikbud, Hukum Newton I ini juga disebut sebagai hukum inersia (kelembaman). Hukum I Newton berbunyi "Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan terus diam. Sedangkan, benda yang mula-mula bergerak, akan terus bergerak dengan kecepatan tetap".
Dalam kehidupan sehari-hari dapat kita temui misalnya saat kita akan berlari. Pada saat akan memulai lari, seorang pelari mengalami hambatan udara yang lebih kecil daripada daya dorongnya, sehingga pelari tersebut bisa berakselerasi.
Secara Matematis Hukum I Newton dirumuskan sebagai:
∑ F = 0
Keterangan:
∑F : resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
Contoh Soal :
Balok mengalami gaya tarik F1 = 15 N ke kanan dan gaya F2 ke kiri. Jika benda tetap diam berapa besar F2?
Contoh soal Hukum I Newton Foto: dok. Kemdikbud
Jawaban
Karena benda tetap diam, sesuai dengan Hukum I Newton
∑ F = 0
F1 - F2 = 0
F1 = F2 = 15 N
Hukum II Newton
Setiap benda cenderung mempertahankan keadaannya selama tidak ada resultan gaya yang bekerja benda tersebut. Apa yang terjadi jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut tidak sama dengan nol?
Hasil eksperimen Newton menunjukkan bahwa gaya yang diberikan pada benda akan menyebabkan benda tersebut mengalami perubahan kecepatan.
Ketika gaya tersebut searah dengan gerak benda, kecepatannya bertambah dan ketika gaya tersebut berlawanan dengan gerak benda, kecepatannya berkurang.
Sehingga Hukum II Newton berbunyi: Sebuah benda dengan massa m mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan (a) yang arahnya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap massa (m).
Hukum II Newton disebut juga dengan gaya, dapat ditulis dalam fungsi matematik sebagai berikut:
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
Hukum III Newton
Seorang anak menarik pohon (memberikan gaya pada pohon) dengan menggunakan seutas tali (Faksi) maka tali tersebut akan memberikan gaya (Freaksi) yang sama besar, tetapi berlawanan arah.
Dengan kata lain gaya selalu terjadi berpasangan, dan satu benda tidak dapat memberikan gaya pada benda lain tanpa mengalami gaya itu sendiri. Hukum III Newton sering disebut sebagai aksi-reaksi, di mana gaya yang diberikan adalah aksi dan gaya yang dialami sebagai konsekuensinya adalah reaksi.
Maka Hukum Ke III Newton dapat dirumuskan sebagai:
∑ Faksi = -∑Freaksi
Dalam Modul Pembelajaran Fisika kelas 10 oleh Kemdikbud, Hukum III Newton berbunyi "Setiap ada gaya aksi yang bekerja pada suatu benda, maka akan timbul gaya reaksi yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan."
Contoh Soal
Seekor ikan yang bergerak dengan siripnya menimbulkan terjadinya gaya aksi reaksi. Tentukan pasangan aksi-reaksi yang ada.
Penyelesaian:
Gaya aksi: gaya dorong yang diberikan sirip ikan kepada air.
Gaya reaksi: gaya dorong yang diberikan air kepada sirip ikan sehingga ikan dapat bergerak.
Hukum Newton I, II, dan III bisa menjelaskan pengaruh gaya pada benda. Apa hukum newton yang biasa kamu temui sehari-hari?
Agar lebih paham lagi mengenai materi Hukum Newton, kamu juga bisa mengikuti bimbel online agar lebih ahli di mata pelajaran fisika.
Pengertian Pesawat Sederhana
Pesawat sederhana yaitu berbagai peralatan yang bisa memudahkan manusia untuk menyelesaikan pekerjaannya. Ketika anda mempelajari pesawat sederhana anda harus mengenal berbagai istilah sebagai berikut
- Titik kuasa merupakan tempat dimana gaya kuasa itu diberikan
- Titik beban merupakan tempat dimana meletakkan benda
- Titik tumpu merupakan titik yang nantinya akan menjadi tumpuan untuk beban dan memiliki sifat tetap.
Jenis – Jenis Pesawat Sederhana
Pesawat sederhana dibagi menjadi 3 yaitu pengungkit, katrol, Pengungkit miring. Berikut inilah penjelasannya
Pengungkit
Yaitu pesawat sederhana yang berupa batang keras yang memiliki rotasi pada titik tumpu. Prinsip kerja dari pengungkit tauty dengan menggunakan kata kecuk beban berat dapat dipindahkan dengan mudah. Bagaimana cara memperkecil gaya?
Gaya dapat sipeekecik dengan memendekkan lengan beban. Jika lengan beban lebuh pendek maka lengan kuasanya yang akan memanjang. Jika lengan kuasa semakin memanjang maka gaya yang dibutuhkan juga semakin kecil. Jika dirumuskan “
F x lk = w x lb
Keterangan
F = gaya kuasa (N)
w = beban (N)
Lk = lengan kuasa (m)
Lb = lengan beban (m)
Baca juga : Sumber Daya Alam yang Tidak Dapat Diperbaharui
Berdasarkan dari rumus diatas maka pengungkit dibedakan lagi menjadi 3 yaitu
- Pengungkit tingkat I
Merupakan pengungkit yang memiliki titik tumpu berada di antara lengan kuasa dan lengan beban. Contohnya saja yang lalu, jungkat jungkit, gunting, linggis dan masih banyak lagi.
- Pengungkit tingkat II
Merupakan pengungkit yang memiliki titik beban diantara titik kuasa dan titik tumpu. Contohnya pemecah kemiri, gerobak dorong, pembuka tutup botol dan lainnya.
- Pengungkit tingkat III
Merupakan pengungkit yang memiliki titik kuasa diantara titik tumpu dan titik beban. Contohnya stapler, pinset, alat pancing, lengan ketika sedang memegang benda dan lainnya.
Bidang miring
Merupakan pesawat sederhana berupa palan ataupun bidang yang miring. Tujuannya digunakan untuk memindahkan Batang dengan beban yang berat. Semakin miring bidangnya semkain kecil gaya hang dberikan. Jadi rumusnya yaitu
F x s = w x h
Keterangan
F = gaya (N)
S = panjang papan (m)
w = beban (N)
h = tinggi papan (m)
- Katrol
Katrol merupakan salah satu pesawat sederhana yang berupa roda beralur dikelilingi dengan tali. Prinsip kerjanya yaitu mengubah arah gaya yang dapat menimbulkan beban dapat terangkat. Katrol sama juga dengan pengungkit yang memiliki titik tumpu, kuasa dan beban.
Pada umumnya katrol dibagi menjadi 3 yaitu
- Katrol tetap
Katrol yang memiliki posisi selalu tetap ketika digunakan. Katrol tetap digunakan untuk penggerak timba yang ada di sumur. Keuntungan mekanis katrol ini tetap. Karena gaya kuasa memang sepenuhnya digunakan untuk menarik beban sehingga F=w. Jadi keuntungan mekanisnya 1.
- Katrol bergerak
Merupakan katrol yang berubah posisi ketika digunakan. Contohnya katrol yang digunakan untuk mengangkat adonan semen sampai ke lantai atas dalam pembangunan.
- Katrol majemuk
Merupakan perpaduan dari katrol bergerak dan tetap. Keuntungan mekanisnya dapat ditentukan dari banyaknya tali yang digunakan. Semakin banyak katrol yang digunakan semakin mudah juga untuk mengangkat barang.
Demikian tadi beberapa jenis, pengertian dan rumus dari Pesawat sederhana. Banyak manfaat dan kegunaan untuk kehidupan sehari-hari jadi anda juga harus mengetahuinya. Sehingga dengan pengetahuan dan rumus yang disebutkan anda bisa memperkirakan pekerjaan anda bisa terselesaikan dengan mudah menggunakan pesawat sederhana.
Sumber refrensi
https://fisika.id/2015/04/09/hukum-newton-dalam-prinsip-penerbangan/#google_vignette
Komentar
Posting Komentar