Isaac Newton, seorang fisikawan ternama asal Britania Raya, mengemukakan tiga hukum mengenai gerak. Di artikel ini, kita akan membahas salah satu dari ketiga hukum tersebut, yaitu Hukum Newton 1. Bagaimana bunyi dari hukum gerak Newton yang pertama ini?
Apa contoh di kehidupan sehari-hari, persamaan, dan contoh soal dari Hukum Newton yang pertama? Anda bisa mempelajari hukum fisika ini secara lengkap di pembahasan berikut:
Bunyi Hukum Newton 1
Hukum Newton yang pertama berbunyi mengenai resultan gaya. Hukum ini menjelaskan tentang pengaruh resultan gaya yang sama dengan nol terhadap benda diam. Menurut hukum ini, pengaruh resultan gaya tersebut yaitu benda akan tetap diam.
Kedua, hukum ini membahas pengaruh resultan gaya sama dengan nol terhadap benda yang bergerak lurus dengan kecepatan stabil. Resultan gaya sama dengan nol tidak memberikan pengaruh terhadap percepatan dan arah dari benda tersebut.
Ada bagian dari Hukum Newton ini, yaitu bagian yang menggambarkan perilaku benda diam dan bagian yang menggambarkan perilaku benda bergerak. Semua benda cenderung secara terus-menerus melakukan yang mereka biasa lakukan.
Kecuali, ketika mereka mendapatkan gaya tertentu yang nilainya tidak seimbang. Ketika benda dalam keadaan diam, benda akan terus dalam keadaan diam yang sama. Ketika bergerak dalam kecepatan 10 km/jam ke arah timur, benda akan terus bergerak dengan kecepatan 10 km/jam ke arah timur.
Keadaan gerak dari sebuah benda tetaplah sama selama benda tersebut tidak mendapatkan gaya yang nilainya tidak seimbang.
Hukum Newton 1 disebut juga sebagai hukum kelembaman atau hukum inersia. Kelembaman sendiri adalah ketahanan benda untuk menolak perubahan gerak. Ini menjadi dasar untuk memeriksa getaran yang dimiliki oleh suatu benda dan pengaruh dari getaran itu sendiri.
Contoh Hukum Newton 1
Di dalam kehidupan sehari-hari, ada banyak sekali contoh dari Hukum Newton yang pertama. 4 diantaranya, yaitu:
1. Segelas Kopi di Dalam Mobil yang Bergerak
Anda pastinya pernah mengamati apa yang terjadi pada kopi di dalam gelas yang penuh dan tanpa tutup ketika menghidupkan mobil. Seperti yang sebelumnya dijelaskan, semua benda cenderung secara terus-menerus melakukan yang mereka biasa lakukan.
Begitupun dengan kopi yang diam di dalam gelas tanpa tutup. Ketika mempercepat mobil secara perlahan, jalan yang dilewati memberikan gaya yang tidak seimbang ke roda yang berputar, yang membuat mobil terdorong ke depan. Pada kondisi ini, kopi masih terlihat diam.
Namun, ketika mobil ada di dalam kecepatan yang tinggi dan secara tiba-tiba melakukan pengereman, kopi akan tumpah. Pada kopi yang terlihat diam, yang sebenarnya terjadi adalah kopi juga ikut bergerak dalam arah dan kecepatan yang sama dengan mobil.
Ketika mengerem, kopi yang memiliki arah dan kecepatan yang sama dengan mobil menabrak salah satu sisi gelas. Hal tersebut membuat kopi di dalam gelas menjadi tumpah.
2. Menuruni Gedung Menggunakan Lift
Contoh lainnya yang bisa digunakan untuk menggambarkan hukum Newton yang pertama adalah menuruni gedung dengan menggunakan lift. Beberapa lift memiliki sistem pengereman yang buruk, yang mana membuat tubuh merasa tidak nyaman ketika berhenti.
Sebenarnya, apa yang terjadi di dalam tubuh kita? Hal yang terjadi adalah darah mencoba untuk melakukan gerakan yang mereka biasa lakukan. Ketika lift bergerak turun ke bawah dengan kecepatan tertentu, darah juga mengikuti gerak turun tersebut.
Ketika ada di keadaan ini, tubuh tidak akan merasakan apa-apa karena seluruh tubuh juga ikut turun dengan kecepatan yang sama. Hal yang berbeda akan terjadi ketika lift melakukan pengereman.
Pergerakan darah di dalam tubuh ketika lift mengerem membuat tubuh dalam waktu singkat merasa tidak nyaman. Beberapa orang bahkan merasa sedikit pusing ketika hal ini terjadi.
3. Mengeluarkan Saus Tomat dari Botolnya
Ketika memakan bakso di warungnya, bagaimana cara Anda untuk mengeluarkan saus tomat dari botol kaca? Cara yang biasanya dilakukan adalah dengan memegang botol secara terbalik, kemudian menggerakkannya secara cepat ke arah mangkok bakso.
Ketika secara cepat menghentikan gerakan, saus akan keluar dari dalam botolnya. Jika sudah membaca dua contoh sebelumnya, Anda pastinya bisa menggambarkan apa yang terjadi pada saus sesuai dengan Hukum Newton.
Ketika botol saus tomat digerakkan dalam kecepatan dan arah tertentu, saus yang ada di dalamnya juga akan bergerak dengan kecepatan dan arah tersebut. Hal tersebut terjadi karena saus diam seperti yang biasa mereka lakukan.
Ketika botol saus berhenti bergerak secara tiba-tiba, saus di dalamnya masih bergerak. Hal tersebut menyebabkan saus dalam jumlah tertentu tumpak ke dalam mangkuk bakso.
4. Jelly
Ada sebuah jelly berukuran besar di atas sebuah piring. Jika Anda memukul pelan bagian atasnya ke arah samping, jelly tersebut akan sedikit bergerak sesuai dengan arah pukulan.
Lalu jelly akan bergerak lebih pelan ke arah sebaliknya, lalu bergerak lagi lebih pelan ke arah sebaliknya, lalu bergerak terus seperti itu hingga berhenti. Jelly cenderung secara terus-menerus diam seperti yang makanan ini biasa lakukan.
Berhubung benda ini tidak memiliki kerapatan yang baik, ketika disenggol, hanya bagian atasnya saja yang bergerak mengikuti arah senggolan. Gaya tersebut membuat jelly bergerak secara bolak-balik sampai makanan ini diam.
Rumus
Rumus yang dihasilkan oleh Hukum Newton 1 adalah rumus resultan gaya. Seperti yang sebelumnya dijelaskan, benda tidak akan bergerak selama benda tersebut tidak mendapatkan gaya yang nilainya tidak seimbang.
Sehingga, jika dituliskan menjadi sebuah rumus, maka akan diperoleh rumus resultan gaya sebagai berikut:
∑F = 0
Dimana,
∑F = resultan gaya dalam N atau kg m/s2
Berdasarkan rumus di atas, dapat disimpulkan bahwa resultan gaya memiliki nilai “0”.
Contoh Soal
Untuk memahami Hukum Newton 1 lebih dalam lagi, mari kita bahas dengan menggunakan contoh soal berikut ini:
Anton menggunakan lift untuk menaiki gedung dengan arah dan kecepatan yang tetap. Berat badan Anton adalah 800 N. Tiba-tiba kawat lift putus, yang mana mengakibatkan lift terjatuh. Berapa gaya normal lantai lift pada Anton sebelum dan setelah kawat lift putus?
Diketahui,
WAnton = 800 N,
Sebelum kawat lift terputus, berat badan ke bawah bekerja pada Anton. Gaya normal mengakibatkannya terlihat diam, sehingga besarnya sama dengan berat badan Anton. Berhubung Anton diam dan lift naik tanpa percepatan, sehingga gaya total pada Anton tidak ada.
Maka,
∑F = 0
N – w = 0
N = w
Nnaik = 800 N
Setelah kawat lift terputus, Anton dan lift jatuh bebas secara bersama-sama, yang mana nilai dan arah akselerasinya sama dengan akselerasi gravitasi. Jadi, ketika Anton terjun bebas, tidak terdapat gaya normal yang bekerja padanya.
Nturun = 0 N
Sehingga, gaya normal lantai lift yang bekerja pada Anton tepat sebelum kawat putus adalah 800 N. Sedangkan, gaya normal yang terjadi tepat setelah kawat putus adalah 0 N.
Mengikuti dari Hukum Newton 1, resultan gaya adalah 0. Jadi, setiap benda selalu melakukan apa yang biasanya benda ini lakukan setiap menerima gaya.