HUKUM NEWTON CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN

Hukum Newton contoh soal dan pembahasan – Hukum Newton ada tiga yaitu Hukum Newton 1, Hukum Newton 2 dan Hukum Newton 3. Hukum Newton banyak aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari dan dalam dunia teknologi modern ada banyak penerapan Hukum Newton.

Hukum Newton Dan Rumusnya
Rumus Hukum Newton di bagi tiga yaitu :

Hukum Newton 1
Hukum Newton 1 membahas tentang kelembamam benda. Hukum I Newton atau hukum kelembamam menyatakan bahwa jika resultan haya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Sehingga Hukum Newton 1 dirumuskan :
\(\Sigma F = 0 \)

Hukum Newton 2
Hukum II Newton menyatakan bahwa percepatan pada suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut dan bebanding terbalik dengan massa benda tersebut.
\(a = \frac{\Sigma F}{m} \)

Hukum Newton 3
Hukum III Newton menyatakan bahwa jika benda A melakukan gaya aksi pada benda B, benda B akan memberikan gaya reaksi yang sama besar, tetapi berlawanan pada benda A.
\(\Sigma F_{aksi} = -\Sigma F_{reaksi} \)

Contoh Soal Dan Pembahasan Fisika Hukum Newton 1
Sebuah balok bermassa 4 kg berada di atas bidang miring kasar seperti gambar berikut.

Besar gaya minimum yang diperlukan agar balok meluncur ke bawah dengan kecepatan tetap adalah ….
A. 3,2 N
B. 6,4 N
C. 20,8 N
D. 32 N
E. 48 N

Pembahasan contoh soal hukum newton pada bidang miring :
Perhatikan gambar gaya-gaya yang bekerja pada benda berikut ini :

Besar gaya berat (w) :
\(w = mg = 4 \cdot 10 = 40 \quad \textrm{N} \)
\(w_x = w \sin 37^o = 40 \cdot 0,6 = 24 \quad \textrm{N} \)
\(w_y = w \cos 37^o = 40 \cdot 0,8 = 32 \quad \textrm{N} \)

Komponen sumbu Y :
Sepanjang sumbu y berlaku hukum I Newton sehingga :
\begin{aligned}
\Sigma F_y &= 0 \\
N – w_y &= 0 \\
N &= w_y \\
&= 32 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

Komponen sumbu X :
Agar balok meluncur ke bawah dengan kecepatan tetap maka berlaku Hukum I Newton :
\begin{aligned}
\Sigma F_x &= 0 \\
f_g – w_x + F &= 0 \\
F &= -f_g + w_x \\
&= -\mu N + w_x \\
&= 24 – 3,2 \\
&= 20,8 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

Jawaban contoh soal hukum newton pada bidang miring : C

Hukum Newton Berkaitan Dengan Gerak Benda

Contoh soal hukum newton berkaitan dengan gerak benda :
Sebuah benda bermassa 1 kg mula-mula bergerak mendatar dengan kecepatan 10 m/s. Kemudian, diberi gaya konstan 2 N selama 10 s searah dengan arah gerak. Besar kecepatan benda setelah 10 s tersebut adalah ….
A. 15 m/s
B. 20 m/s
C. 25 m/s
D. 30 m/s
E. 35 m/s

Pembahasan hukum newton berkaitan dengan gerak benda :
Untuk menentukan percepatan benda mengunakan Hukum II Newton :
\begin{aligned}
a &= \frac{\Sigma F}{m} \\
&= \frac{2}{1} \\
&= 2 \quad \textrm{m/s}^2
\end{aligned}

Kemudian menggunakan persamaan gerak benda yang dipercepat (GLBB) :
\begin{aligned}
v_t &= v_o + at \\
&= 0 + 2\cdot 10 \\
&= 20 \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}

Jawaban hukum newton berkaitan dengan gerak benda : B

Hukum Newton Pada Katrol

Contoh soal hukum newton pada katrol :
Dua benda, m₁ dan m₂, bermassa masing-masing 4 kg dan 6 kg dihubungkan dengan seutas tali melalui sebuah katrol yang massanya diabaikan seperti gambar berikut.

Percepatan dan tegangan talinya adalah ….
A. 10 m/s², 60 N
B. 10 m/s², 40 N
C. 10 m/s², 20 N
D. 2 m/s², 48 N
E. 2 m/s², 24 N

Pembahasan hukum newton pada katrol :
Perhatikan diagram gaya yang bekerja pada katrol berikut :

Hukum II Newton pada sistem benda 1 :
\begin{aligned}
\Sigma F_y &= m_1 a \\
T_1 – w_1 &= m_1 a \\
T_1 – m_1 g &= m_1 a \\
T_1 – 4\cdot 10 &= 4a \\
T_1 &= 40 + 4a
\end{aligned}

Hukum II Newton pada sistem benda 2 :
\begin{aligned}
\Sigma F_y &= m_2 a \\
T_2 – w_2 &= m_2 (-a) \\
T_2 – m_2 g &= -m_2 a \\
T_2 – 6\cdot 10 &= -6a \\
T_2 &= 60 + 6a
\end{aligned}

Karena massa katrol diabaikan maka T₁ = T₂, sehingga :
\begin{aligned}
T_1 &= T_2 \\
40 + 4a &= 60 – 6a \\
6a + 4a &= 60 – 40 \\
10a &= 20 \\
a &= 2 \quad \textrm{m/s}^2
\end{aligned}

Jadi percepatan benda a = 2 m/s².

Untuk menentukan besar tegangan talinya bisa menggunakan salah satu T₁ atau T₂, besar keduanya sama.
\begin{aligned}
T_1 &= 40 + 4a \\
&= 40 + 4\cdot 2 \\
&= 40 + 8 \\
&= 48 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

Atau menggunakan T₂ , sehingga :
\begin{aligned}
T_2 &= 60 – 4a \\
&= 60 + 6\cdot 2 \\
&= 60 + 12 \\
&= 48 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

Jadi besar tegangan talinya 48 N.

Jawaban hukum newton pada katrol : D

Aplikasi hukum newton pada bidang miring

Contoh aplikasi Hukum Newton pada bidang miring adalah sebagai berikut :
Sebuah benda bermassa 5 kg ditarik ke atas dari keadaan diam dengan gaya 70 N seperti gambar.

Jika koefisien gesekan bidang miring (μ_k = 0,2), percepatan benda adalah ….
A. 32 m/s²
B. 8 m/s²
C. 6,4 m/s²
D. 3 m/s²
E. 1,5 m/s²

Pembahasan aplikasi Hukum Newton pada bidang miring :
Perhatikan diagram gaya berikut ini :

Diketahui :
F = 70 N
w = 5 x 10 = 50 N
w_x = w x sin 37 = 50 x 0,6 = 30 N
w_y = w x cos 37 = 50 x 0,8 = 40 N

Komponen sumbu y berlaku Hukum I Newton :
\begin{aligned}
\Sigma F_y &= 0 \\
N – w_y &= 0 \\
N &= w_y \\
&= 40 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

Komponen sumbu x berlaku Hukum II Newton :
\begin{aligned}
\Sigma F_x &= ma \\
F – f_g -w_x &= 5a \\
70 – \mu _k \cdot N &= 5a \\
40 – 0,2\cdot 40 &= 5a \\
40 – 8 &= 5a \\
32 &= 5a \\
a &= \frac{32}{5} \\
&= 6,4 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

Jawaban aplikasi Hukum Newton pada bidang miring : C

Contoh Soal Dan Pembahasan Penerapan Hukum Newton Pada Bidang Datar

Contoh soal dan pembahasan serta penerapan hukum newton pada bidang datar baik licin maupun kasar.

Contoh soal :
Sebuah balok bermassa 2 kg yang terletak pada bidang datar licin ditarik dengan gaya F₁ dan F₂ seperti gambar berikut.

Besar dan arah percepatan yang bekerja pada benda adalah ….
A. 1,25 m/s² ke kiri
B. 1,25 m/s² ke kanan
C. 0,8 m/s² ke kiri
D. 0,8 m/s² ke kanan
E. 0,5 m/s² ke kiri

Pembahasan penerapan hukum newton pada bidang datar :
Perhatikan diagram gaya berikut :

F_2x = F₂ cos 37 = 8 x 0,8 = 6,4 N
F_2y = F₂ sin 37 = 8 x 0,6 = 4,8 N

Benda bergerak sepanjang bidang datar sumbu x, sehingga berlaku Hukum II Newton.
\begin{aligned}
\Sigma F_x &= ma \\
F_{2x} – F_1 &= ma \\
6,4 – 8 &= 2a \\
-1,6 &= 2a \\
a &= -0,8 \quad \textrm{m.s}^{-2}
\end{aligned}
Karena percepatan (a) negatif, maka benda bergerak sepanjang bidang datar ke kiri.

Jawaban : E

Contoh soal dan pembahasan hukum newton 3

Hukum Newton 3 tentang aksi reaksi, berikut ini contoh soal tentang hukum 3 newton dan pembahasannya:
Perhatikan gambar berikut.

Pasangan gaya aksi dan reaksi adalah ….
A. T₁ dan w
B. T₁ dan T₂
C. T₁ dan T₃
D. T₂ dan T₁
E. T₂ dan T₃

Pembahasan contoh soal Hukum 3 Newton :
Pasangan gaya aksi dan reaksi bekerja pada benda yang berbeda dan beralawan arah. T₁ dan w bukan pasangan aksi reaksi karena bekerja pada benda yang sama yaitu benda yang mengantung. Begitu juga T₂ dan T₃ bukan pasangan aksi reaksi karena bekerja pada benda yang sama yaitu langit-langit. Sehingga yang merupakan pasangan gaya aksi dan reaksi adalah T₁ dan T₂, karena T₁ bekerja pada benda yang menggantung dan T₂ bekerja pada langit-langit dan keduannya berlawanan arah.

Jawaban : B

Artikel ini berkaitan dengan hukum newton ketiga, hukum newton tentang gaya, hukum newton pertama, hukum newton aksi reaksi, hukum newton katrol, hukum newton 1 membahas tentang, hukum newton 3 adalah, hukum newton contoh soal, hukum newton 2 dan aplikasinya, hukum newton dan aplikasinya, peristiwa hukum newton alasan, aplikasi hukum newton 1, aplikasi hukum newton 2, artikel hukum newton, aplikasi hukum newton 1 2 3, animasi hukum newton 1, aplikasi hukum newton 3, dan aplikasi hukum newton pada bidang datar.