DINAMIKA PARTIKEL

Dinamika adalah ilmu yang mempelajari tentang gerak beserta pentebab terjadinya gerak yaitu gaya. Perumusan tentang penyebab gerak benda diberikan oleh Isaac Newton. Newton menemukan bahwa semua persoalan gerak di alam semesta dapat diterangkan dengan hanya 3 hukum yang sederhana.

PERTEMUAN 1

FORMULASI HUKUM-HUKUM NEWTON

Tujuan Pembelajaran :

1. Menyebutkan bunyi hukum I Newton dan persamaannya
2. Menyebutkan aplikasi hukum I Newton dalam kehidupan sehari-hari
3. Menyebutkan bunyi hukum II Newton dan persamannya
4. Menyelesaikan soal hukum II Newton dan menyebutkan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari
   
5. Menyebutkan bunyi hukum III Newton dan persamaannya
6. Menyebutkan aplikasi hukum III Newton dalam kehidupan sehari-hari

A. HUKUM I NEWTON

Mungkin anda pernah mendorong mobil mainan yang diam, jika dorongan anda lemah mungkin mobil mainan belum bergerak, jika gaya dorong diperbesar mobil bergerak atau jika anda naik sepeda meluncur di jalan raya, jika sepeda direm, sepeda berhenti.

Gambar 1.1. Mobil mainan yang didorong.

Berdasarkan uraian di atas, apakah sebenarnya yang membuat mobil mainan yang mula-mula diam menjadi bergerak, dan sepeda yang mula-mula bergerak menjadi diam?

Agar mobil bergerak dan sepeda berhenti diperlukan energi (tenaga). Energi untuk mendorong mobil dan menghentikan sepeda dikerjakan, pada benda dengan suatu alat tertentu. Saat mendorong mobil Anda memakai tangan dan saat mengerem karet rem menyentuh roda sepeda hingga berhenti.Saat tangan menyentuh mobil dan karet rem menyentuh roda, maka tangan dan karet memberikan gaya tekan yang mempengaruhi benda.

Jadi, yang menyebabkan sebuah benda bergerak atau berhenti adalah energi. Energi diperlukan untuk mengerjakan gaya pada benda. Kemudian gaya akan mempengaruhi gerakan benda.
Penyebab benda bergerak ialah energi. Gaya hanya akan mempengaruhi gerak benda.

Ada beberapa pengaruh gaya pada benda bila gaya bekerja pada suatu benda maka:

1. Gaya akan mengubah kecepatan benda dari diam menjadi bergerak, dari bergerak lalu berhenti. seperti pada gambar dibawah:

Gambar 1.2. Mobil mogok didorong hingga bergerak.

2. Gaya dapat mengubah arah gerak benda, misalnya ditunjukkan oleh gambar1.3. berikut :

Gambar 1.3. Bola ditendang dari sisi gawang lalu disundul ke arah gawang.

3. Gaya juga dapat mengubah bentuk benda.

Jika Anda memiliki balon, tiup dan ikatlah balon, sehingga balon tetap menggembung. Apa yang terjadi jika balon tadi kita tekan perlahan dengan tangan? Pasti Anda akan mendapatkan balon agak kempes, atau bentuk balon berubah. Perubahan bentuk balon karena pengaruh gaya tekan. Gaya dapat mempengaruhi ukuran sebuah benda, karet jika ditarik akan bertambah panjang, sedangkan pegas jika ditekan akan bertambah pendek.

Selanjutnya, coba Anda bayangkan seandainya Anda meletakkan gelas yang diam di atas meja datar, amati beberapa saat, apakah gelas tetap diam atau menjadi bergerak? Anda akan mendapatkan bahwa gelas tetap diam, karena tidak ada gaya yang bekerja pada gelas. Seperti pada gambar dibawah:

Gambar 1.4. Gelas diam tetap diam

Bagaimana jika Anda membayangkan sedang mengamati kelereng yang sedang meluncur di lantai licin yang datar, apakah kelereng akan terus meluncur bergerak atau berhenti? Jika keadaan lantai licin sempurna, Anda akan mendapatkan kelereng terus bergerak, karena tidak ada gaya yang menghentikan kelereng. Seperti pada gambar dibawah:

Gambar 1.5. Kelereng yang bergerak tetap bergerak.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa benda yang diam cenderung untuk diam, benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak. Hal ini disebut sifat kelembaman benda.

Seorang ahli fisika dari Inggris bernama Newton, merumuskan peristiwa-peristiwa seperti di atas, dan selanjutnya disebut dengan Hukum I Newton, yang berbunyi:

"Suatu benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan jika jumlah seluruh gaya pada benda sama dengan nol".

Hukum di atas dituliskan:

SF = 0 Newton

Dengan SF adalah resultan gaya pada benda (N),
1 newton = 1 kg ms-2.

Contoh soal:

1. Gambar di bawah adalah suatu benda (balok) terletak di atas bidang datar yang licin.

Balok mengalami gaya tarik F1 = 15 N ke kanan dan gaya F2 ke kiri. Jika benda tetap diam berapa besar F2?

Gambar 1.6. Beban mengalami dua gaya

Jawaban
Karena benda tetap diam, sesuai dengan Hukum I Newton

SF = 0
F1-F2 = 0
F2 = F1
= 0

Latihan :

1. Buatlah contoh lain aplikasi hukum I Newton Yang terdapat dalam kehidupan sehari-hari!