Mulai dari Gravitasi Hingga Gerak
Ilustrasi hukum newton
Suatu hari Isaac Newton belajar di bawah pohon apel dan sebutir apel menimpa kepalanya. Newton bertanya-tanya mengapa apel bisa jatuh. Pertanyaan ini menghasilkan jawaban yang terkenal, yaitu karena adanya gaya gravitasi yang menarik semua benda ke Bumi. Cerita itulah yang mendasari lahirnya hukum Newton di dunia ini.
Jawaban itu dituangkan ke dalam sebuah buku yang berjudul Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Buku itu dianggap sebagai karya ilmiah terbesar sepanjang masa. Di buku itu juga dijelaskan tiga prinsip yang sekarang dikenal sebagai hukum Newton. Hukum Newton diikuti seluruh ilmuwan fisika sampai suatu saat Einstein memperbaikinya.
Karya terbesar Isaac Newton sebenarnya bukan penemuan gaya gravitasi atau hukum Newton itu sendiri, melainkan kalkulus. Newtonlah peletak dasar-dasar ilmu matematika yang disebut kalkulus. Kalkulus merupakan alat bantu untuk memahami hukum Newton. Kalkulus juga adalah alat bantu dalam mengembangkan ilmu geometri, listrik, panas, aliran, magnet, dan lain-lain. Lahirnya ilmu kalkulus dianggap sebagai titik awal majunya peradaban modern.
Meskipun demikian, penemuan Newton tentang hukum Newton sampai saat ini sangat bermanfaat. Tahukah kamu kalau Isaac Newton berhasil mengembangkan hukum tentang gerak ketika ia berusia 23 tahun? Hukum-hukum Newton ini sampai sekarang masih dianggap sebagai hukum alam yang mendasari kajian tentang mekanika. Hukum Newton I dan hukum Newton III berkaitan dengan statika, sedangkan hukum Newton II berkaitan dengan dinamika.
Newton dalam mengembangkan hukum-hukumnya, banyak didasarkan pada ide dan hasil-hasil pemikiran dari Galileo, seorang ilmuwan besar yang berhasil meletakkan dasar yang kokoh tentang konsep gerak dan konsep percepatan melalui percobaannya di menara Pisa dan bidang miring. Secara tidak langsung, hukum Newton lahir dari inspirasi Galileo yang dipahami oleh Newton itu sendiri.
Hukum-hukum Newton bisa dan telah diterapkan pada begitu banyak masalah ilmiah dan permesinan. Newton juga membuka jalan dalam bidang astronomi. Dalam karya besarnya Mathematical Principles of Natural Philosophy yang menyajikan hukum-hukum gravitasi dan hukum-hukum geraknya. Newton menunjukkan bagaimana hukum-hukum ini dapat digunakan untuk meramalkan pergerakan planet mengelilingi matahari secara tepat.
Hukum-hukum Newton tentang Gerak
Sir Isaac Newton (1642 - 1727) adalah ilmuwan Inggris yang mendalami dinamika. Dinamika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari gerak suatu benda. Hukum gerak Newton mendasari hadirnya gerak mekanika dalam cabang ilmu fisika. Hukum Newton tentang gerak terbagi menjadi tiga, yaitu hukum Newton I, hukum Newton II, dan hukum Newton III.
Hukum Newton sangat dekat dengan kehidupan kita sehari-hari. Anda termasuk orang yang mementingkan sabuk pengaman ketika berkendara? Ya, kenyataanya sabuk pengaman memiliki fungsi yang cukup penting. Sabuk pengaman berguna melindungi tubuh agar tidak terbentur saat terjadi tabrakan.
Saat mobil mendadak mengerem, tubuh yang asalnya diam secara spontan akan terdorong ke arah depan. Di saat yang bersamaan, tubuh sebenarnya tetap berusaha untuk tetap mempertahankan posisinya semula. Gaya seperti itulah yang juga bisa dikenali dan dikaitkan dengan hukum Newton yang terkenal itu.
Pun ketika Anda mendorong mobil yang tengah mogok. Hukum Newton juga berlaku. Dorongan yang diberikan pada mobil mogok tersebut, dalam hukum Newton disebut dengan gaya. Demikian Anda melihat anak Anda menarik mobil-mobilannya, dalam hal ini anak Anda juga tengah mengeluarkan sebuah gaya. Gaya inilah yang kemudian berkaitan juga dengan hukum Newton.
Jika sebuah benda jatuh, kita katakan bahwa hal tersebut karena disebabkan oleh gaya gravitasi. Jadi, secara jelas didefinisikan bahwa gaya adalah sebuah dorongan atau tarikan. Gaya tidak selalu menimbulkan gerak. Misalnya kamu mendorong tembok yang kokoh, tetapi tembok itu tidak bergerak. Pengertian itulah yang juga berkenaan dengan hukum Newton.
Hukum Newton I
Hukum Newton I mengulas tentang sifat lembam atau inersia dari sebuah benda yang sebelumnya telah dikemukakan oleh Galileo. Sebuah benda bersifat lembam berati bahwa sebuah benda berkecenderungan ingin mempertahankan keadaan awal geraknya. Maksudnya adalah jika benda dalam keadaan diam, benda tersebut cenderung ingin selalu diam dan jika benda tersebut dalam keadaaan bergerak cenderung ingin bergerak terus.
Sebuah batu besar di lereng gunung akan tetap diam di tempatnya sampai ada gaya luar lain yang memindahkannya. Misalnya gaya tektonisme atau gempa. Fenomena ini telah dijelaskan dalam Hukum Newton I.
Contoh lainnya yang berkaitan dengan hukum Newton I bisa kita rasakan dalam kehidupan sehari-hari. Ketika Anda berada di dalam kereta api atau sebuah kendaraan, kendaraan yang awalnya diam dan tidak bergerak tiba-tiba bergerak, secara bersamaan tubuh Anda akan tertarik ke arah yang berlawanan dengan gerak benda tersebut bukan?
Kesimpulannya hukum Newton I merumuskan tentang gerak sebagai berikut:
Setiap benda mempertahankan keadaannya, diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali jika ada gaya yang bekerja padanya. Istilah gaya di dalam pernyataan hukum Newton I diartikan sebagai resultan gaya.
Secara matematis, hukum ini dapat dinyatakan sebagai berikut:
Jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda maka benda akan diam atau bergerak lurus beraturan.
Hukum Newton II
Anda pernah melihat seorang pemain bola sedang beraksi di lapangan? Menendang bola dengan penuh tenaga guna mencetak gol ke gawang lawan. Apakah Anda memerhatikan pergerakan bola? Apakah bola tiba-tiba berubah arah? Bola tersebut pastilah berubah arah bila ada gaya yang mengenainya. Bergeraknya bola juga bisa disebut sebagai salah satu bentuk dari hukum Newton.
Kemampuan benda mempertahankan keadaan, baik saat gerak maupun diam ternyata memiliki ukuran. Ukuran untuk menyebutkan hal tersebut disebut inersia. Inersia dipengaruhi dari kecepatan gerak benda itu sendiri, sedangkan kualitas dari inersianya sendiri mendapat pengaruh dari massa benda. Rumusan seperti itu terjadi pada hukum Newton.
Bila ada resultan gaya yang timbul pada suatu benda, benda akan bergerak dengan suatu percepatan yang dipengaruhi gaya. Jika benda awalnya dalam keadaan diam kemudian akan bergerak maka dipercepat dengan percepatan tertentu, sedangkan jika sebuah benda yang awalnya bergerak dengan kecepatan tetap akan berubah menjadi dipercepat atau justru diperlambat. Hal tersebut dinyatakan dalam hukum Newton II.
Kesimpulannya yang lebih singkat adalah sebuah percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada terjadi pada benda, berbanding lurus dengan resultan gaya itu sendiri dan berbanding terbalik massa benda tersebut. Pergerakan benda-benda yang terkenai gaya adalah perihal yang ada dalam hukum Newton.
Hukum Newton III
Pernah kesal hingga melampiaskannya pada tembok? Memukulnya kemudian merasakan sakit? Sebenarnya ini juga merupakan reaksi dari hasil gaya yang dikeluarkan saat memukul tembok. Tembok memberitahukan berapa besar gaya yang diberikan oleh kekuatan tangan saat memukul dengan memberikan rasa sakit. Semakin keras pukulan yang diberikan pada tembok maka akan semakin sakit. Rasa sakit yang dirasakan juga gambaran dari hukum Newton itu sendiri.
Penjelasan ini dijabarkan dengan jelas dalam Hukum Newton III yang menyebutkan bahwa besaran gaya yang ditimbulkan sebuah benda akan sama besar dengan gaya yang diberikan pada gaya. Tetapi arah gayanya berlawanan dengan gaya reaksi yang diberikan pada suatu benda.
