Mengenal Hukum Newton
Mungkin banyak dari kita sudah hapal ketiga hukum Newton yang melandasi mekanika klasik, tapi sudahkah kita mengenalnya? Ada istilah tak kenal maka tak sayang….mari kita mengenal hukum Newton!
Hukum Newton pertama membahas mengenai konsep inersia. Inersia adalah definisi Newton tentang massa dalam mekanika. Inersia dapat dipandang sebagai ukuran resistansi suatu benda untuk berubah gerak. Dengan kata lain semakin tinggi inersia benda semakin besar effort atau gaya yang diperlukan untuk mengubah geraknya. Newton menemukan semakin besar massa benda semakin besar inersianya. Sebagai contoh lebih sulit menggerakkan bola yang bermassa besar ketimbang bermassa kecil.
Hukum pertama memberikan kita sebuah kerangka kerja dimana kita bisa menggunakan hukum Newton selanjutnya. Semua pengamat yang diam atau bergerak dengan kecepatan tetap akan melihat fenomena dinamika yang sama, dengan kata lain benda yang dikenai gaya F tertentu menurut semua pengamat dalam kerangka inersial akan mendapatkan percepatan yang bernilai sama.
Konsekuensi dari inersia atau keenganan sebuah benda bermasssa untuk berubah gerak adalah bahwa benda yang berada pada suatu keadaan gerak (diam atau bergerak konstan) akan mempertahankan keadaan geraknya semula atau dengan kata lain apabila tidak diganggu oleh interaksi yakni gaya atau secara lebih presisi tidak ada gaya netto yang bekerja pada benda tersebut (gaya adalah vektor) maka ia tidak berubah gerak. Inilah menurut pendapat saya esensi dari hukum pertama newton.
Hukum kedua Newton berbicara mengenai dinamika benda bermassa yakni kondisi pada saat sebuah benda diganggu oleh interaksi dari luar yang didefinisikan sebagai gaya. Besarnya perubahan gerak atau secara lebih presisi laju perubahan kecepatan sebuah benda bermassa bergantung pada besarnya gangguan atau gaya yang diberikan padanya oleh lingkungan (sistem luar). Karena gaya adalah vector dan lebih dari satu gaya dapat bekerja pada sebuah benda, besar dan arah perubahan gerak hanya bergantung pada resultan gaya atau gaya netto. Semakin besar gaya netonya semakin besar perubahan geraknya, sebaliknya inersia (dalam hal ini massa) berbanding terbalik dengan perubahan gerak ini hal ini telah dibahas mengenai uraian tentang hukum pertama. Inilah menurut saya esensi dari hukun Newton kedua.
Dengan bantuan hukum newton kedua dan Hukumnya mengenai gravitasi universal antara dua benda bermassa, kita dapat menghitung percepatan gravitasi bumi dengan memasukkan nilai massa bumi , jari jari bumi, serta konstanta gravitasi G yang berorde 10 pangkat minus sebelas untuk menghitung besarnya gaya gravitasi universal benda dan mendapatkan angka percepatan benda jatuh di dekat permukaan bumi sekitar 9.8 m/s2 .
Hukum Newton ketiga berbicara tentang interaksi dan kausalitas, bahwa sebuah gaya yang bekerja pada benda atau sistem (sebab) haruslah berasal dari interaksinya dengan lingkungan (akibat). Sebuah sistem yang terisolasi dari lingkungannnya (non interaksi) tidak mungkin berubah gerak karena tidak ada gaya yang bekerja padanya sebab gaya muncul sebagai interaksi dua sistem yang berbeda. Selanjutnya Newton menemukan bahwa besar interaksi ini adalah sama bahwa gaya yang dihasilkan sistem luar pada sistem yang dikaji sama dengan gaya yang diberikan oleh sistem ini pada sistem luar. Atau dengan kata lain gaya reaksi (akibat) yang diberikan sistem itu pada sistem penyebab /lingkungan sama dengan gaya aksi yang bekerja pada sisten tersebut (sebab).
Gaya aksi dan reaksi tidak mungkin bekerja pada satu sistem karena harus merupakan hasil dari interaksi dengan lingkungan (diluar sistem). Inilah sebabnya tidak valid mengatakan kuda tidak akan pernah bisa mendorong gerobak karena kuda dan gerobak itu satu sistem (terikat oleh penghubung atau tali) sedangkan gaya aksi reaksi bekerja pada kuda dan tanah (sistem luar). Saat kuda terdorong (dipercepat) ke depan oleh gaya reaksi dari tanah, tanah terdorong kebelakang akibat gaya aksi kuda (dorongan kaki) tetapi karena tanah (bumi) memiliki massa yang begitu besar percepatan mundur tanah otomatis sangat sangat kecil (tidak terdeteksi). Itulah esensi dari hukum ketiga menurut saya.
Perhatikan bahwa ketiga hukum ini bersifat completeness (saling melengkapi). Hukum pertama memberikan kita sebuah frame work atau kerangka kerja berlakunya hukum Newton 2 (tanpa harus mendefinisikan gaya semu atau pseudoforce) yakni pengamat dalam kerangka yang inersial. Hukum dua menjelaskan hubungan dinamika sistem didalam kerangka kerja hukum pertama, dan hukum ketiga menjelaskan interaksi sistem itu dengan lingkungannya dan sifatnya yang causalis (sebab akibat), dengan kata lain menggeneralisasi persamaan dinamika diluar sistem, dan bahwa tanpa gaya eksternal dari luar sistem tidak ada gaya netto atau tidak ada perubahan gerak.
Ketiga hukum Newton telah dianggap valid untuk semua kasus fisika dari debu hingga tata surya ratusan tahun yang lalu hingga Einstein memformulasikan hubungan kelengkungan ruang – massa – dan energy serta prinsip ekuivalensi massa inersial dan gravitasi untuk menjelaskan efek anomali orbit merkurius dan anomali posisi bintang tertentu akibat distorsi pada lintasan cahaya (akibat medan gravitasi) yang dinamakannya sebagai teori relativitas umum (TRU). Sampai kini TRU masih dipakai dalam kosmologi modern dan aplikasi praktis semacam GPS. Sebaliknya dalam ranah atomik, konsep lintasan dan determinisme Newton harus diubah oleh pandangan probabilistik dan ketidakpastian momentum-posisi atau energy-waktu ala mekanika kuantum yang ditemukan pada waktu berdekatan dengan penemuan TRU.
Semoga artikel ini semakin menambah wawasan Anda tentang hukum Newton.
Hukum Newton pertama membahas mengenai konsep inersia. Inersia adalah definisi Newton tentang massa dalam mekanika. Inersia dapat dipandang sebagai ukuran resistansi suatu benda untuk berubah gerak. Dengan kata lain semakin tinggi inersia benda semakin besar effort atau gaya yang diperlukan untuk mengubah geraknya. Newton menemukan semakin besar massa benda semakin besar inersianya. Sebagai contoh lebih sulit menggerakkan bola yang bermassa besar ketimbang bermassa kecil.
Hukum pertama memberikan kita sebuah kerangka kerja dimana kita bisa menggunakan hukum Newton selanjutnya. Semua pengamat yang diam atau bergerak dengan kecepatan tetap akan melihat fenomena dinamika yang sama, dengan kata lain benda yang dikenai gaya F tertentu menurut semua pengamat dalam kerangka inersial akan mendapatkan percepatan yang bernilai sama.
Konsekuensi dari inersia atau keenganan sebuah benda bermasssa untuk berubah gerak adalah bahwa benda yang berada pada suatu keadaan gerak (diam atau bergerak konstan) akan mempertahankan keadaan geraknya semula atau dengan kata lain apabila tidak diganggu oleh interaksi yakni gaya atau secara lebih presisi tidak ada gaya netto yang bekerja pada benda tersebut (gaya adalah vektor) maka ia tidak berubah gerak. Inilah menurut pendapat saya esensi dari hukum pertama newton.
Hukum kedua Newton berbicara mengenai dinamika benda bermassa yakni kondisi pada saat sebuah benda diganggu oleh interaksi dari luar yang didefinisikan sebagai gaya. Besarnya perubahan gerak atau secara lebih presisi laju perubahan kecepatan sebuah benda bermassa bergantung pada besarnya gangguan atau gaya yang diberikan padanya oleh lingkungan (sistem luar). Karena gaya adalah vector dan lebih dari satu gaya dapat bekerja pada sebuah benda, besar dan arah perubahan gerak hanya bergantung pada resultan gaya atau gaya netto. Semakin besar gaya netonya semakin besar perubahan geraknya, sebaliknya inersia (dalam hal ini massa) berbanding terbalik dengan perubahan gerak ini hal ini telah dibahas mengenai uraian tentang hukum pertama. Inilah menurut saya esensi dari hukun Newton kedua.
Dengan bantuan hukum newton kedua dan Hukumnya mengenai gravitasi universal antara dua benda bermassa, kita dapat menghitung percepatan gravitasi bumi dengan memasukkan nilai massa bumi , jari jari bumi, serta konstanta gravitasi G yang berorde 10 pangkat minus sebelas untuk menghitung besarnya gaya gravitasi universal benda dan mendapatkan angka percepatan benda jatuh di dekat permukaan bumi sekitar 9.8 m/s2 .
Hukum Newton ketiga berbicara tentang interaksi dan kausalitas, bahwa sebuah gaya yang bekerja pada benda atau sistem (sebab) haruslah berasal dari interaksinya dengan lingkungan (akibat). Sebuah sistem yang terisolasi dari lingkungannnya (non interaksi) tidak mungkin berubah gerak karena tidak ada gaya yang bekerja padanya sebab gaya muncul sebagai interaksi dua sistem yang berbeda. Selanjutnya Newton menemukan bahwa besar interaksi ini adalah sama bahwa gaya yang dihasilkan sistem luar pada sistem yang dikaji sama dengan gaya yang diberikan oleh sistem ini pada sistem luar. Atau dengan kata lain gaya reaksi (akibat) yang diberikan sistem itu pada sistem penyebab /lingkungan sama dengan gaya aksi yang bekerja pada sisten tersebut (sebab).
Gaya aksi dan reaksi tidak mungkin bekerja pada satu sistem karena harus merupakan hasil dari interaksi dengan lingkungan (diluar sistem). Inilah sebabnya tidak valid mengatakan kuda tidak akan pernah bisa mendorong gerobak karena kuda dan gerobak itu satu sistem (terikat oleh penghubung atau tali) sedangkan gaya aksi reaksi bekerja pada kuda dan tanah (sistem luar). Saat kuda terdorong (dipercepat) ke depan oleh gaya reaksi dari tanah, tanah terdorong kebelakang akibat gaya aksi kuda (dorongan kaki) tetapi karena tanah (bumi) memiliki massa yang begitu besar percepatan mundur tanah otomatis sangat sangat kecil (tidak terdeteksi). Itulah esensi dari hukum ketiga menurut saya.
Perhatikan bahwa ketiga hukum ini bersifat completeness (saling melengkapi). Hukum pertama memberikan kita sebuah frame work atau kerangka kerja berlakunya hukum Newton 2 (tanpa harus mendefinisikan gaya semu atau pseudoforce) yakni pengamat dalam kerangka yang inersial. Hukum dua menjelaskan hubungan dinamika sistem didalam kerangka kerja hukum pertama, dan hukum ketiga menjelaskan interaksi sistem itu dengan lingkungannya dan sifatnya yang causalis (sebab akibat), dengan kata lain menggeneralisasi persamaan dinamika diluar sistem, dan bahwa tanpa gaya eksternal dari luar sistem tidak ada gaya netto atau tidak ada perubahan gerak.
Ketiga hukum Newton telah dianggap valid untuk semua kasus fisika dari debu hingga tata surya ratusan tahun yang lalu hingga Einstein memformulasikan hubungan kelengkungan ruang – massa – dan energy serta prinsip ekuivalensi massa inersial dan gravitasi untuk menjelaskan efek anomali orbit merkurius dan anomali posisi bintang tertentu akibat distorsi pada lintasan cahaya (akibat medan gravitasi) yang dinamakannya sebagai teori relativitas umum (TRU). Sampai kini TRU masih dipakai dalam kosmologi modern dan aplikasi praktis semacam GPS. Sebaliknya dalam ranah atomik, konsep lintasan dan determinisme Newton harus diubah oleh pandangan probabilistik dan ketidakpastian momentum-posisi atau energy-waktu ala mekanika kuantum yang ditemukan pada waktu berdekatan dengan penemuan TRU.
Semoga artikel ini semakin menambah wawasan Anda tentang hukum Newton.
.jpg)
0 comments:
Post a Comment