Percobaan Aturan 3 Newton, Pola Soal Dan Pembahasan

Pernahkah kalian meniup balon dan kemudian melepaskannya tanpa mengikat mulutnya? Ketika kalian meniup balok dan melepaskan tanpa mengikat mulutnya, balon tersebut akan melesat terbang. Pada ketika balon melesat, udara di dalam balon keluar dan mendorong udara di luar balon.

Akibat dorongan udara dari dalam balon (gaya aksi), udara di luar balon mempersembahkan dorongan ke balon (gaya reaksi). Dorongan yang didiberikan udara di luar balon berlawanan dengan dorongan udara dari dalam balon. Akibat dari dorongan udara di luar balon ini, balon sanggup melesat terbang.

misal tersebut ialah salah satu tumpuan kejadian yang menurut pada Hukum III Newton.

Hukum III Newton mengatakan bahwa bila suatu gaya didiberikan pada suatu benda (aksi), maka benda tersebut akan mempersembahkan gaya yang sama besar dan berlawanan arah dengan gaya yang didiberikan (reaksi).

Hukum III Newton dituliskan sebagai diberikut.

Faksi = − Freaksi

Dari tumpuan di atas, manakah yang termasuk gaya agresi (Faksi) dan gaya reaksi (Freaksi)? Jika gaya agresi yaitu gaya yang didiberikan udara di dalam balon, maka gaya reaksi yaitu gaya yang didiberikan udara di luar balon kepada balon. Hal yang perlu diperhatikan adalah pasangan aksi-reaksi bekerja pada benda yang tidak sama. Perhatikan diagram gaya pada gambar diberikut ini.

Dari diagram tersebut, pasangan gaya manakan yang menyampaikan pasangan aksi-reaksi? Pasangan F1 dan F2 ialah pasangan aksi-reaksi, alasannya keduanya bekerja pada benda yang tidak sama. Sedangkan F3 dan F1 bukan pasangan agresi reaksi, lantaran bekerja pada benda yang sama. Agar kalian lebih praktis memahami Hukum III Newton, lakukanlah praktikum sederhana diberikut ini.

Eksperimen: Membuktikan Hukum III Newton

A. Dasar Teori

Berdasarkan Hukum III Newton, bila kita mempersembahkan gaya pada suatu benda (aksi), maka benda tersebut akan mempersembahkan gaya kepada kita (reaksi). Besarnya gaya yang didiberikan benda kepada kita (reaksi) sama dengan besar gaya yang kita diberikan (aksi). Namun, arah gaya reaksi berlawanan dengan arah gaya aksi. Jika kita mendorong tembok, maka tembok akan mendorong kita dengan gaya yang sama besar dengan gaya dorong kita. Demikian juga sebaliknya.

Sebuah benda yang tergantung pada tali, memiliki gaya berat yang arahnya ke bawah. Akibat gaya berat ini, tali mempersembahkan gaya yang sama besar dengan gaya berat, tetapi arahnya ke atas. Jika tali ini kita ganti dengan 2 buah neraca pegas, akan tampak kedua neraca pegas menunjuk skala yang sama.

B. Tujuan Percobaan

Sesudah melaksanakan percobaan ini, kalian dibutuhkan bisa :

1. Mengetahui prinsip Hukum III Newton.

2. Memdiberikan tumpuan benda-benda yang bekerja menurut Hukum III Newton.

C. Alat dan Bahan

1. Neraca pegas (2 buah).

2. Beban (0,5 kg, 1 kg, dan 2 kg)

D. Langkah Kerja

1. Aksi-reaksi pada tembok

a. Susunlah kedua neraca pegas menyerupai gambar di bawah ini.

b. Tariklah neraca pegas secara perlahan hingga menyampaikan skala tertentu. Perhatikan skala yang terbaca pada kedua neraca pegas tersebut.

2. Aksi-reaksi pada beban yang tergantung.

a. Susunlah kedua neraca pegas dan beban 0,5 kg menyerupai gambar di bawah ini.

b. Bacalah skala yang ditunjukkan kedua neraca pegas tersebut.

c. Ulangilah langkah a dan b dengan mengganti beban yang lain.

E. Pembahasan

1. Pada percobaan nomor 1 dan nomor 2, apakah skala pada kedua neraca pegas menyampaikan angka yang sama?

2. Dari gambar pada percobaan nomor 1 dan nomor 2, manakah yang menyampaikan pasangan aksi-reaksi? Jelaskan.

3. Berikan tumpuan benda yang bekerja menurut prinsip Hukum III Newton.

Buatlah laporan hasil percobaan, kemudian kumpulkan kepada guru kalian.

Dari percobaan tersebut, kalian sudah mengenal prinsip Hukum III Newton. Salah satu tumpuan benda yang bekerja menurut prinsip Hukum III Newton yaitu roket. Pada ketika peluncuran, roket menyemburkan gas dengan gaya yang besar ke udara di bawahnya. Akibatnya, gas mempersembahkan reaksi berupa gaya dorong terhadap roket dengan gaya yang sama besar dengan gaya semburan gas.

melaluiataubersamaini adanya gaya dorong inilah roket sanggup meluncur di udara. Bisakah kalian mempersembahkan tumpuan yang lainnya? Nah, untuk mengetahui tingkat pemahaman kalian tentang Hukum III Newton, silahkan kalian simak tumpuan soal dan jawabanannya diberikut ini.

misal Soal:

Sebuah pesawat antariksa diluncurkan dengan memakai roket. Roket ini memiliki tiga tabung gas. Setiap tabung dalam 1 sekon bisa menyemburkan 5 kg gas dengan kecepatan 400 m/s. Jika massa total roket dan pesawat ulang-alik 2 ton, berapakah percepatan roket 1 sekon setelah peluncuran?

Penyelesaian:

mgas = 5 kg × 3 = 15 kg

vt gas = 400 m/s

v0 gas = 0 m/s (dalam keadaan diam)

t = 1 s

agas	=	vt – v0	=	400 – 0	=	400 m/s2
		t		1

mroket + pesawat = 2 ton = 2000 kg

g = 10 m/s2

wroket + pesawat = mg = 2000 × 10 = 20.000 N

Dalam hal ini terdapat tiga gaya yang bekerja pada roket, yaitu gaya agresi semburan gas, gaya reaksi terhadap semburan gas, dan gaya berat menyerupai yang diilustrasikan pada gambar diberikut ini.

Faksi = mgas × agas

Faksi = 15 kg × 400 m/s2

Faksi = 6000 N

Freaksi = -Faksi

Freaksi = -6000 N

Resultan gaya yang bekerja pada roket adalah:

ΣF = gaya berat + gaya reaksi

ΣF = w + Freaksi

ΣF = 20.000 N + (-6000 N)

ΣF = 14.000 N

Dari aturan II Newton ΣF = ma, maka percepatan roket tersebut adalah:

aroket	=	ΣF	=	14.000	=	7 m/s2
		m		2000

Jadi, percepatan roket tersebut setelah 1 detik yaitu 7 m/s2.

Sumber https://www.fisikabc.com/

Share :