3 Contoh Soal Hukum Newton 1 Beserta Pembahasannya, Kenali Rumus

Liputan6.com, Jakarta Contoh soal Hukum Newton 1 perlu kamu kenali agar memahami salah satu hukum dasar dalam ilmu Fisika ini. Hukum Newton dikenal juga sebagai Prinsip Inersia, yang dirumuskan oleh Sir Isaac Newton pada abad ke-17.

Hukum Newton menjelaskan konsep dasar mengenai gerak benda dan merupakan dasar bagi banyak konsep dalam fisika. Hukum Newton 1 menyatakan bahwa sebuah benda akan tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus dengan kecepatan konstan jika gaya total yang bekerja pada benda itu adalah nol.

Maksudnya, jika tidak ada gaya eksternal yang bekerja pada suatu benda, maka benda tersebut akan tetap dalam keadaan diam atau akan terus bergerak lurus dengan kecepatan konstan jika awalnya bergerak. Dalam konteks ini, "inersia" mengacu pada sifat benda untuk tetap dalam keadaan bergerak atau diam kecuali ada gaya yang mengubahnya.

Hukum Newton 1 memberikan dasar penting untuk pemahaman mengenai prinsip-prinsip dasar gerak benda, dan menjadi landasan untuk hukum-hukum Newton yang lain, seperti Hukum Newton kedua (Hukum Gerak) dan Hukum Newton ketiga (Tindakan dan Reaksi).

Berikut Liputan6.com rangkum dari Brilio, Jumat (17/11/2023) tentang contoh soal Hukum Newton 1.

Sebelum memahami contoh soal Hukum Newton 1, kamu tentunya perlu mengenali rumusnya terlebih dahulu. Hukum Newton 1 adalah hukum yang menjelaskan tentang keadaan benda jika tidak dipengaruhi oleh gaya.

Hukum ini menyatakan bahwa benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap, kecuali jika ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Hukum ini juga dikenal sebagai hukum inersia atau kelembaman, karena menunjukkan bahwa benda memiliki sifat untuk mempertahankan keadaannya.

Hukum Newton 1 dapat dirumuskan sebagai berikut:

ΣF = 0

Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda adalah nol, berarti ada dua kemungkinan yang dialami benda tersebut yaitu:

- Benda diam (v = 0 m/s)

- Benda bergerak lurus beraturan (v = konstan)

Atau

F = ma

Di mana:

F = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)

m = massa benda (kg)

a = percepatan benda (m/s^2)

Jika resultan gaya F sama dengan nol, maka percepatan benda a juga sama dengan nol. Artinya, benda tidak mengalami perubahan kecepatan. Jika benda diam, maka kecepatannya nol dan akan tetap nol. Jika benda bergerak, maka kecepatannya konstan dan akan tetap konstan.

Contoh soal Hukum Newton 1 dapat membantuku mengenali salah satu hukum dasar dalam ilmu Fisika ini. Berikut contoh soal Hukum Newton 1:

Sebuah benda bermassa 2 kg berada di atas meja licin. Benda tersebut ditarik oleh tali yang membentuk sudut 30° dengan arah horizontal. Jika tegangan tali adalah 10 N, berapakah percepatan benda tersebut?

Jawaban:

Gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah seperti pada gambar berikut. Menurut hukum Newton 1, resultan gaya pada benda harus sama dengan hasil kali massa dan percepatan benda. Oleh karena itu, dapat menulis:

ΣFx = ma

Tx - f = ma

Tx = ma + f

Tx = ma + 0 (karena meja licin, tidak ada gaya gesek)

Tx = ma

Substitusikan nilai m dan Tx, maka:

(10) cos 30 = (2)a

8,66 = 2a

a = 4,33 m/s²

Jadi, percepatan benda adalah 4,33 m/s².

Contoh soal Hukum Newton 1 ini perlu kamu pahami agar dapat dengan mudah memahaminya secara keseluruhan. Berikut contoh soal Hukum Newton 1:

Sebuah benda bermassa 3 kg berada di atas meja licin. Benda tersebut ditarik oleh tali yang membentuk sudut 60° dengan arah horizontal. Jika tegangan tali adalah 15 N, berapakah percepatan benda tersebut?

Jawaban:

Gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah seperti pada gambar berikut. Menurut hukum Newton 1, resultan gaya pada benda harus sama dengan hasil kali massa dan percepatan benda. Rumus yang bisa digunakan:

ΣFx = ma

Tx - f = ma

Tx = ma + f

Tx = ma + 0 (karena meja licin, tidak ada gaya gesek)

Tx = ma

Substitusikan nilai m dan Tx, maka:

(15) cos 60 = (3)a

7,5 = 3a

a = 2,5 m/s²

Jadi, percepatan benda adalah 2,5 m/s².

Contoh soal Hukum Newton 1 perlu dipahami untuk memperdalam pemahaman. Berikut contoh soal Hukum Newton 1:

Sebuah bola bermassa 0,2 kg dilempar ke atas dengan kecepatan awal 25 m/s. Jika gaya hambat udara adalah 0,2 N, berapakah ketinggian maksimum yang dicapai oleh bola? (g = 10 m/s²)

Jawaban:

Gaya-gaya yang bekerja pada bola adalah seperti pada gambar berikut. Menurut hukum Newton 1, resultan gaya pada bola harus sama dengan hasil kali massa dan percepatan bola. Dapat dulu ditulis:

ΣFy = ma

-mg - f = ma

-mg - f = m(-g) (karena percepatan bola adalah -g ketika mencapai ketinggian maksimum)

-f = 0

f = 0 (karena gaya hambat udara adalah nol ketika bola berhenti)

Substitusikan nilai m dan g, maka:

W = mg

W = (0,2)(10)

W = 2 N

Berat bola adalah 2 N. Untuk mencari ketinggian maksimum, kita dapat menggunakan persamaan gerak:

v² = v0² + 2as

Keterangan:

v = kecepatan akhir (m/s)

v0 = kecepatan awal (m/s)

a = percepatan (m/s²)

s = jarak atau ketinggian (m)

Ketika bola mencapai ketinggian maksimum, kecepatannya nol. Jadi, kita dapat menulis:

0 = (25)² + 2(-10)s

s = -625/-20

s = 31,25 m

Jadi, ketinggian maksimum yang dicapai oleh bola adalah 31,25 m.