Percobaan Aturan 2 Newton, Pola Soal Dan Pembahasan

Hukum I Newton spesialuntuk menunjukan gerak benda dengan resultan gaya sama dengan nol. Bagaimanakah bila resultan gaya yang bekerja pada benda tidak sama dengan nol? Untuk mengetahuinya, pelajari bahan diberikut ini.

Doronglah sebuah meja yang terletak di lantai datar hingga meja bergerak. Tambahkan besar gaya dorong kalian setiap saat. Bagaimanakah kecepatan meja? Ketika kalian mendorong meja sanggup dikatakan bahwa kalian memdiberi gaya pada meja yang menimbulkan meja bergerak. Ketika gaya dimenambahkan, meja akan bergerak dengan kecepatan yang berubah setiap saat.

Semakin lama, geraknya semakin cepat yang berarti benda mengalami percepatan. Dari insiden ini, kita sanggup mengambil kesimpulan bahwa gaya sanggup menimbulkan percepatan. Bagaimanakah hubungan antara gaya dan percepatan? Untuk mengetahuinya, lakukanlah percobaan pada Eksperimen di bawah ini.

Eksperimen: Menyelidiki Hubungan Gaya, Massa dan Percepatan (Hukum II Newton)

A. Dasar Teori

Gaya ialah penyebab gerak benda. Untuk memindahkan benda yang bermassa besar, kita memerlukan gaya yang besar juga. Jika kita mempersembahkan gaya yang sama pada dua benda yang tidak sama massanya, maka benda yang bermassa kecil akan bergerak lebih cepat.

Sementara itu, benda yang bermassa besar akan bergerak lebih lambat. Kecepatan benda yang didiberikan gaya selalu berubah setiap saat. melaluiataubersamaini kata lain, benda mengalami percepatan yang sebanding dengan gaya yang didiberikan.

B. Tujuan Percobaan

Sesudah melaksanakan percobaan ini, kalian diperlukan mampu:

1. Menyatakan hubungan antara gaya dan percepatan benda.

2. Menyatakan hubungan antara percepatan dan massa benda.

3. Menyatakan hubungan antara gaya, massa, dan percepatan benda.

4. Menunjukkan tumpuan aplikasi Hukum II Newton pada insiden sehari-hari.

C. Alat dan Bahan

1. Ticker timer.

2. Kertas pita.

3. Tali.

4. Katrol.

5. Balok kayu dengan massa tidak sama (6 buah).

6. Gunting.

7. Penggaris.

8. Neraca.

D. Langkah Kerja

1. Mencari hubungan gaya dengan percepatan.

a. Ukurlah massa setiap balok kayu dengan neraca. Berilah tanda pada setiap balok dari massa terkecil dengan nomor 1 hingga nomor 6.

b. Susunlah alat ibarat pada gambar di atas dengan ketentuan massa balok B lebih besar dari massa balok A (mB> mA).

c. Pasanglah balok nomor 1 pada posisi A dan balok nomor 2 pada posisi B. Tahanlah balok B semoga tidak jatuh.

d. Hidupkan ticker timer dan lepaskan balok B. Tepat ketika balok B hingga di lantai, matikan ticker timer.

e. Ambillah pita kertas dan potonglah setiap 5 titik. Kemudian, ukurlah panjang setiap penggalan pita.

f. Ulangilah langkah 1.c hingga 1.e, dengan mengganti balok B dengan balok nomor 3, 4, 5, dan 6.

g. Catatlah hasil percobaan pada tabel diberikut ini.

Massa balok A (mA = … kg).

mB (kg)	Berat balok B (N)	Panjang penggalan pita (m)

2. Mencari hubungan percepatan dengan massa.

a. Ulangilah langkah 1.c hingga 1.e, dengan mengganti balok A dengan balok nomor 2 dan balok B dengan balok nomor 6.

b. Ulangilah langkah 2.a dengan mengganti balok A dengan balok nomor 3, 4, dan 5.

c. Catatlah hasil percobaan pada tabel diberikut ini.

Massa balok B (mB = … kg).

mA (kg)	Panjang penggalan pita (m)

E. Pembahasan

1. Pada subbab gerak lurus, kalian sudah melaksanakan percobaan dengan ticker timer. Menunjukkan apakah titik-titik pada penggalan pita kertas?

2. Buatlah grafik hubungan kecepatan (v) dengan waktu (t) menurut data hasil percobaan nomor 1 dan nomor 2.

3. Hitunglah besar percepatan benda menurut grafik hubungan kecepatan dan waktu tersebut.

4. Dari hasil percobaan nomor 1, buatlah grafik hubungan antara berat balok B dan percepatan.

5. Dari hasil percobaan nomor 2, buatlah grafik hubungan antara percepatan dengan massa balok A.

6. Bagaimanakah bentuk grafik hubungan percepatan dan gaya?

7. Bagaimanakah bentuk grafik hubungan percepatan dan massa benda?

8. Buatlah kesimpulan dari hasil percobaan.

Tuliskanlah hasil laporan kalian dan kumpulkan kepada guru.

Perhatikan sekali lagi hasil praktikum yang sudah kalian lakukan. Ketika mencari hubungan antara gaya dengan percepatan (percobaan no.1), kalian memakai balok B yang tidak sama dan balok A tetap. melaluiataubersamaini kata lain, balok A sebagai variabel tetap, balok B sebagai variabel bebas, dan percepatan sebagai variabel terikat. Pada percobaan tersebut, balok B menarikdanunik balok A. Besarnya tarikan atau gaya yang didiberikan balok B sama dengan gaya beratnya (w). Jadi,

FA = wB

FA = mBg

melaluiataubersamaini melihat hasil percobaan, kita sanggup mengambil kesimpulan bahwa semakin besar massa balok B, percepatan balok A (dapat dilihat dari jarak titik-titik pada pita kertas) juga semakin besar. melaluiataubersamaini kata lain, percepatan berbanding lurus dengan gaya yang dialami benda.

a ≈ F

Perhatikan hasil percobaan untuk mencari hubungan massa dengan percepatan (percobaan no.2). Pada percobaan ini, balok B dibentuk tetap, sehingga gaya yang bekerja pada balok A besarnya tetap. Gaya tetap ini didiberikan pada benda dengan massa yang tidak sama. Dari hasil percobaan sanggup dilihat, semakin besar massa balok A percepatan geraknya semakin kecil. Ini berarti besar percepatan berbanding terbalik dengan massa benda, atau sanggup dituliskan dalam bentuk,

a ≈ 1/m

Dari dua persamaan di atas, sanggup diambil kesimpulan bahwa percepatan yang dialami benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja, dan berbanding terbalik dengan massa benda. Kesimpulan ini dikenal sebagai Hukum II Newton.

Hukum II Newton menyatakan bahwa bila satu atau lebih gaya bekerja pada benda, maka percepatan yang dihasilkan berbanding lurus dan searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda.

Hukum II Newton sanggup dituliskan dalam bentuk persamaan diberikut.

ΣF = ma

Keterangan:

ΣF = resultan gaya (N)

m = massa benda (kg)

a = percepatan benda (m/s2)

Untuk mengetahui penerapan Hukum II Newton, perhatikan tumpuan soal dan jawabanannya diberikut ini.

misal Soal:

Sebuah balok bermassa 10 kg ditarik seseorang dengan gaya 90 N ke barat. Satu orang dibelakangnya, menarikdanunik balok dengan gaya 110 N ke arah timur. Perhatikan gambar diberikut ini.

Jika gaya gesek antara balok dan lantai dianggap nol, berapakah percepatan balok tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 10 kg

F1 = 110 N

F2 = -90 N (tanda – menunjukkan F2 berlawanan arah dengan F1)

Ditanyakan: a = …?

Jawab:

Untuk mencari percepata benda, gunakan persamaan diberikut ini.

ΣF = ma

F1 + F2 = ma

110 – 90 = 10a

a = 2 m/s2

Jadi, percepatan yang dialami benda ialah 2 m/s2 ke arah timur.

Sumber https://www.fisikabc.com/

Share :