Hukum I Newton

A. Gaya Mempengaruhi Gerak Benda

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.

Pernahkah Anda bertanya, mengapa kita dapat melihat benda-benda? Ya, jawabnya karena ada cahaya dari benda ke mata kita, entah cahaya itu memang berasal dari benda tersebut, entah karena benda itu memantulkan cahaya yang datang kepadanya lalu mengenai mata kita. Jadi, gejala melihat erat kaitannya dengan keberadaan cahaya atau sinar.

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. 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. 4.	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 (gambar 1.4.)

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 (gambar 1.5.)

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, dengan satuan newton (N),
1 newton = 1 kg ms^-2.

Contoh 1
Gambar di samping dimaksudkan 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

Contoh 2
Pada gambar 1.7. dimaksudkan beban B meluncur ke kanan dengan kecepatan tetap 4 ms^-1.
Jika F₁ = 10 N; F₂ = 20 N, berapa besar F₃?

Gambar 1.7. Beban mengalami tiga gaya.

Jawab
Sesuai dengan Hukum I Newton, gaya yang bergerak lurus beraturan (kecepatan tetap) adalah nol.

SF	= 0
F1 + F3 – F2	= 0
F3	= F2-F1
F3	= 20-10
F3	= 10 N

Perhatikan dan pahami contoh-contoh berikut ini!

Contoh 3

Beban yang beratnya 50 N tergantung pada 2 tali seperti ditunjukkan gambar 1.8.
(Sin 37 = 0,6).
Tentukan berapa besar gaya tegangan tali T₁ dan T₂!

Gambar 1.8 a)Beban bergantung pada tali b) Diagram gaya

Jawaban
Gambarkan dahulu diagram gaya-gayanya seperti pada gambar diatas. Selanjutnya kita tinjau pada cabang tali .w.

Karena beban m diam, maka SF=0 ®T-W = 0 ® T = W = 50 N
Selanjutnya kita tinjau dari cabang tali

-	Arah Mendatar
	SFa = 0 ®	T2x-T1x T2 Cos 53 0,6 T2 T1	= 0 = T1 Cos 37 = 0.8 T1 = 0,75 T2
-	Arah Vertikal SFy	= 0
	T1y+T2y-T	= 0

T1sin 37 + T2 sin 53 - 50	= 0 substitusi dengan
0.75 T2.0,6 + T2 0,8 - 50	= 0

B. Gaya Kontak / Sentuh
Untuk mengerjakan gaya pada suatu benda perlu ada kontak langsung dengan benda atau dapat juga menggunakan benda lain.

Saat terjadi kontak antara dua benda akan bekerja dua gaya kontak yaitu:

1.

Gaya Normal (N) Gaya normal adalah gaya kontak yang kedudukannya tegak lurus bidang kontak dan arahnya menjauhi bidang kontak. Gambar 1.9. memperlihatkan gaya normal sebagai gaya kontak. Gambar 1.9. Gaya normal tegak lurus bidang kontak. Perhatikan baik-baik gambar 1.9. dan lihat bahwa titik tangkap gaya normal (N) selalu terletak pada bidang kontak.

2.	Gaya Gesekan (f) gaya gesekan adalah gaya kontak yang kedudukannya berimpit dengan bidang kontak dan arahnya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda. Ada syarat khusus untuk gaya gesekan yaitu permukaan yang bersentuhan tidak boleh licin. Khusus mengenai gaya gesekan akan dibahas pada bab tersendiri.
	Bagaimana, apakah Anda telah memahami uraian di atas? Jika sudah coba Anda kerjakan latihan berikut ini.
1. 2.	Beban yang terletak di atas meja datar dan licin, mengalami gaya-gaya F1 = 20 N ke kanan, F2 = 25 N ke kiri dan F3 jika beban tetap diam. Berapakah besar F3 dan ke mana arahnya? Coba Anda perhatikan gambar di Di bawah ini. Beban m yang massanya 5 kg dengan percepatan gravitasi 10 ms-2, tergantung pada tali. Tentukan berapa besar gaya tegangan tali T1 dan T2!

	Apakah jawaban Anda sudah betul? Selamat bagi Anda yang betul, jika belum jangan kecewa, silakan Anda coba sekali lagi.
1.	F3 = 5 N ke kanan
2.