Hukum pertama Newton, yang juga dikenal dalam bidang sains sebagai hukum inersia, merupakan salah satu aspek terpenting yang harus diperhatikan ketika kita mengacu pada gerak.
Apa hukum pertama Newton?
Hukum pertama Newton memberitahu kita bahwa setiap benda cenderung mempertahankan keadaan di mana ia ditemukan, apakah diam atau gerak beraturan dalam garis lurus, kecuali jika dipaksa mengubah arah atau keadaannya oleh gaya luar.
Ini terdiri dari pernyataan yang menetapkan bahwa harus ada sebab atau gaya eksternal total untuk menghasilkan perubahan kecepatan, baik besarnya maupun arah suatu benda tertentu. Hukum pertama Newton adalah jika gaya total yang dikerjakan pada suatu benda adalah nol maka benda tersebut juga mempunyai percepatan nol, yang tidak berarti benda tersebut dalam keadaan diam, tetapi kecepatannya tetap.
Disebut apakah itu
Hukum pertama Newton juga dikenal sebagai hukum inersia.
Siapa yang mengusulkannya
Hukum pertama Newton diusulkan oleh Newton sendiri, namun dia bukanlah orang pertama yang memiliki intuisi bahwa benda didorong untuk mempertahankan keadaannya jika tidak ada gaya dari lingkungan yang bekerja padanya, dan di antara para ilmuwan yang juga merujuk pada benda tersebut, Kami menemukan preseden dalam Leonardo, Galileo, Descartes atau Hooke.
Sejarah
Sejarah hukum pertama Newton didasarkan pada karya Galileo dan Johannes Kepler, dan melalui mereka Isaac Newton mampu mengembangkan teori gerak benda, dan teori inilah yang bertanggung jawab memunculkan hukum pertama Newton. tiga hukum.
Pernyataan hukum pertama Newton
Pernyataan utama yang memberi tahu kita tentang hukum pertama Newton adalah sebagai berikut: “Setiap benda akan terus berada dalam keadaan diam atau gerak beraturan pada suatu garis lurus, kecuali jika benda tersebut dipaksa untuk mengubah keadaan tersebut oleh gaya-gaya yang bekerja padanya.”
Karakteristik
Hukum pertama Newton, yang sering disebut sebagai hukum inersia, merupakan salah satu prinsip dasar dalam fisika yang mendasari pemahaman kita tentang gerakan. Dinyatakan oleh Sir Isaac Newton pada abad ke-17, hukum ini menjelaskan bagaimana benda berinteraksi dengan gaya dan bagaimana mereka bergerak atau tetap diam.
1. Konsep Inersia: Kecenderungan untuk Tetap dalam Keadaan yang Sama
Salah satu ciri paling mendasar dari hukum pertama Newton adalah konsep inersia, yang didefinisikan sebagai kecenderungan suatu benda untuk tetap dalam keadaan diam atau bergerak lurus dengan kecepatan konstan. Ini berarti bahwa jika tidak ada gaya yang bekerja pada suatu benda, benda tersebut akan tetap dalam keadaan semula—baik itu bergerak atau diam. Misalnya, jika sebuah mobil melaju di jalan yang datar dan tidak ada gaya eksternal yang memengaruhi, mobil tersebut akan terus bergerak dengan kecepatan konstan sampai terpengaruh oleh gaya lain, seperti gesekan atau rem.
Inersia juga berhubungan langsung dengan massa benda; semakin besar massa suatu benda, semakin besar inersianya. Artinya, benda yang lebih berat akan lebih sulit untuk dipercepat atau diperlambat dibandingkan dengan benda yang lebih ringan. Sebagai contoh, menggerakkan truk besar memerlukan lebih banyak usaha daripada menggerakkan sepeda, mencerminkan perbedaan inersia antara kedua benda tersebut.
2. Ketidakhadiran Gaya: Menyebabkan Perubahan Gerakan
Ciri lain dari hukum pertama Newton adalah bahwa perubahan dalam gerakan—apakah itu percepatan atau perubahan arah—hanya terjadi jika ada gaya eksternal yang bekerja pada benda tersebut. Jika tidak ada gaya yang bekerja, benda tidak akan mengalami perubahan kecepatan atau arah. Contoh yang jelas dari prinsip ini dapat dilihat dalam situasi sehari-hari, seperti ketika bola dilempar. Bola akan terus bergerak dalam garis lurus hingga mencapai tanah, di mana gaya gravitasi dan gesekan dengan tanah berperan untuk menghentikannya.
Konsep ini juga menjelaskan fenomena seperti “penarik” yang kita rasakan saat kendaraan tiba-tiba berhenti. Ketika mobil yang sedang melaju tiba-tiba mengerem, tubuh kita cenderung terus bergerak maju karena inersia, dan kita merasakan dorongan ke depan. Ini adalah contoh nyata dari hukum pertama Newton yang menggambarkan bagaimana objek cenderung mempertahankan keadaan geraknya.
3. Sistem Referensi: Relatifitas Gerakan
Hukum pertama Newton juga menyoroti pentingnya sistem referensi dalam menentukan gerakan. Apa yang tampak sebagai gerakan atau ketidakberdayaan suatu benda sangat tergantung pada sistem referensi yang digunakan. Misalnya, seseorang yang berdiri di dalam kereta yang bergerak dengan kecepatan konstan akan merasakan bahwa dirinya dalam keadaan diam relatif terhadap kereta, meskipun kereta tersebut bergerak cepat di rel.
Sebaliknya, seseorang yang berdiri di tepi rel akan melihat kereta tersebut bergerak. Ini menunjukkan bahwa gerakan adalah relatif dan tergantung pada titik pandang. Hukum pertama Newton berlaku dalam semua sistem referensi inersia, yaitu sistem yang tidak mengalami percepatan. Dalam sistem referensi ini, hukum fisika yang sama akan berlaku, memperkuat pemahaman kita tentang gerakan.
4. Implikasi dalam Fisika dan Kehidupan Sehari-hari
Ciri-ciri hukum pertama Newton memiliki implikasi yang luas baik dalam fisika maupun dalam kehidupan sehari-hari. Hukum ini menjadi dasar bagi banyak konsep dalam mekanika klasik dan membantu kita memahami interaksi antara gaya dan gerakan. Dalam teknik dan rekayasa, prinsip ini diterapkan dalam desain kendaraan, bangunan, dan struktur lainnya untuk memastikan bahwa mereka dapat bertahan terhadap gaya dan gerakan yang mungkin terjadi.
Di kehidupan sehari-hari, hukum inersia dapat dilihat dalam berbagai situasi, seperti saat kita memasuki kendaraan yang bergerak atau saat kita merasakan gaya saat berbelok cepat. Prinsip ini membantu kita memahami fenomena fisik dan menjadi dasar bagi pengembangan teknologi modern, termasuk transportasi dan keselamatan.
Kesimpulan
Hukum pertama Newton, atau hukum inersia, merupakan fondasi penting dalam fisika yang menjelaskan bagaimana benda berinteraksi dengan gaya dan gerakan. Dengan ciri-ciri seperti kecenderungan untuk tetap dalam keadaan yang sama, pengaruh gaya eksternal, relevansi sistem referensi, dan implikasi dalam kehidupan sehari-hari, hukum ini memberikan wawasan yang mendalam tentang dunia fisik di sekitar kita. Memahami hukum pertama Newton tidak hanya penting bagi ilmuwan dan insinyur, tetapi juga bagi setiap orang yang ingin lebih memahami prinsip-prinsip dasar yang mengatur gerakan dan interaksi di alam semesta.
Rumus
Rumus penggunaan hukum pertama Newton adalah sebagai berikut:
∑F = 0 ⇔ = dv/dt = 0
Tujuan
Tujuan dari hukum pertama Newton adalah untuk menunjukkan bahwa semua materi tidak dapat diubah dengan sendirinya dan memerlukan gaya eksternal untuk mengubah kecepatannya. Hal ini juga mengajarkan kita bahwa benda yang bergerak juga akan tetap seperti itu jika tidak ada gesekan yang dilakukan padanya.
Penjelasan
Hukum pertama Newton memberitahu kita bahwa suatu benda tidak mempunyai kemampuan untuk mengubah keadaan awalnya dengan sendirinya, baik benda tersebut dalam keadaan diam atau mempunyai gerak lurus beraturan, kecuali ada gaya yang diterapkan padanya. Newton mempertimbangkan ketika ia mengembangkan rumus bahwa semua benda yang bergerak terus-menerus terkena gaya gesekan, yang semakin memperlambat geraknya. Keadaan suatu benda dalam keadaan diam bukan berarti tidak ada gaya yang dapat bekerja padanya, hal ini berarti gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut berada dalam keadaan seimbang. Hukum tersebut juga memberitahu kita tentang benda yang bergerak lurus, yaitu bergerak tanpa percepatan dengan gerak tetap, dengan kata lain mempunyai keseimbangan gaya.
Penerapan hukum pertama Newton
Hukum pertama Newton dapat digunakan dalam keteguhan kecepatan pada mobil; hukum ini juga diterapkan dalam memecahkan masalah dalam mekanika klasik.
Percobaan
Bahan
- Sebuah koin.
- Sebuah gelas.
- Kartu atau ID.
- Sebuah botol.
- Sebuah lingkaran (dibuat dari kertas dan selotip).
- Sebuah kotak atau buku.
Prosedur
- Tempatkan kartu secara mendatar di atas kaca.
- Letakkan koin di atas kartu.
- Berikan pukulan yang tajam dan kuat pada kartu tersebut.
Penjelasan
Saat kartu dipukul, tidak ada gaya yang diberikan pada koin. Menurut hukum pertama Newton, jika gaya total yang bekerja pada suatu benda adalah nol maka benda tersebut akan tetap diam baik dalam keadaan bergerak maupun bergerak.
Karena koin itu diam di atas kartu dan karena tidak ada gaya yang diterapkan padanya, ketika kartu itu dikeluarkan, koin itu jatuh ke dalam kaca, karena satu-satunya gaya yang bekerja padanya adalah gaya gravitasi.
Contoh
Beberapa contoh hukum pertama Newton adalah sebagai berikut:
- Mobil yang harus mengerem mendadak.
- Upaya untuk mendorong mobil yang tidak bergerak.
- Atlet yang tidak bisa berhenti dalam sekejap, melainkan harus berhenti sedikit demi sedikit.
- Mengayuh sepeda yang memungkinkan Anda terus bergerak maju tanpa mengayuh saat berhenti.
- Roller coaster yang menaiki lereng berkat inersia yang dihasilkan oleh penurunan sebelumnya.
Kesimpulan
Kesimpulannya, kita mengetahui bahwa hukum pertama Newton atau Hukum inersia menyatakan bahwa, jika tidak ada benda lain yang bekerja pada suatu benda, benda pertama akan terus bergerak lurus dengan kecepatan konstan. Hukum ini membantu kita mendefinisikan sistem referensi inersia, yang berfungsi sebagai referensi untuk mengamati suatu benda yang tidak dipengaruhi oleh gaya apa pun.
Kenyataannya adalah mustahil bagi kita untuk menemukan sistem referensi inersia, karena selalu ada beberapa jenis gaya yang bekerja pada benda, namun kita dapat menemukan sistem referensi di mana masalah yang kita pelajari dapat diperlakukan seolah-olah kita adalah sistem referensi inersia. dalam sistem inersia.
