Gaya, Gerak, dan Hukum Newton

Pernahkah kamu berpikir mengapa saat mobil direm mendadak, tubuhmu terdorong ke depan? Atau mengapa mendorong meja yang ringan jauh lebih mudah daripada mendorong lemari yang berat? Semua pertanyaan itu bisa dijawab dengan mempelajari tentang gaya dan gerak!

Konsep Gerak 🏃‍♂️

Sesuatu dikatakan bergerak jika posisinya berubah terhadap suatu titik acuan. Misalnya, kamu bergerak dari pintu kelas menuju mejamu.

Ada beberapa istilah penting dalam gerak:

• Jarak: Total panjang lintasan yang kamu tempuh. (Contoh: Kamu berjalan ke depan 5 meter, lalu mundur 2 meter. Jarakmu adalah $5 + 2 = 7$ meter).
• Perpindahan: Perubahan posisi dari titik awal ke titik akhir. (Contoh: Dari kasus di atas, perpindahanmu hanya $5 - 2 = 3$ meter dari titik awal).
• Kelajuan (Speed): Seberapa cepat sebuah benda menempuh jarak tertentu. Ini adalah besaran skalar (hanya punya nilai).
  $$\text{Kelajuan} = \frac{\text{Jarak}}{\text{Waktu}}$$
• Kecepatan (Velocity): Seberapa cepat sebuah benda berpindah posisi. Ini adalah besaran vektor (punya nilai dan arah).
  $$\text{Kecepatan} = \frac{\text{Perpindahan}}{\text{Waktu}}$$

Konsep Gaya 💪

Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat menyebabkan benda berubah bentuk, berubah arah, atau berubah kecepatan (bergerak atau berhenti). Gaya diukur dalam satuan Newton (N).

Gaya dapat menyebabkan:

1. Benda diam menjadi bergerak.
2. Benda bergerak menjadi diam.
3. Arah gerak benda berubah.
4. Bentuk benda berubah.

Hukum Newton tentang Gerak

Seorang ilmuwan jenius bernama Sir Isaac Newton merumuskan tiga hukum dasar yang menjelaskan hubungan antara gaya dan gerak.

• Hukum I Newton (Hukum Kelembaman/Inersia)

  "Setiap benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan jika tidak ada gaya yang bekerja padanya."

  Artinya, benda cenderung mempertahankan keadaannya. Kalau dia diam, dia ingin tetap diam. Kalau dia bergerak, dia ingin terus bergerak. Inilah yang disebut inersia atau kelembaman.

  Contoh: Saat mobil yang melaju kencang direm mendadak, tubuhmu terdorong ke depan. Ini karena tubuhmu ingin mempertahankan keadaan bergeraknya.

• Hukum II Newton

  "Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya yang diberikan dan berbanding terbalik dengan massanya."

  Artinya, semakin besar gaya yang kamu berikan, semakin cepat benda itu bergerak (percepatannya besar). Sebaliknya, semakin berat benda itu (massanya besar), semakin sulit untuk membuatnya bergerak (percepatannya kecil).

  Rumus sederhananya adalah:
  $$F = m \cdot a$$

  • $F$ = Gaya (Newton)
  • $m$ = Massa (kg)
  • $a$ = Percepatan (m/s²)

  Contoh: Kamu butuh gaya yang jauh lebih besar untuk mendorong lemari (massa besar) daripada mendorong kursi (massa kecil) agar keduanya bergerak sama cepat.

• Hukum III Newton (Hukum Aksi-Reaksi) 🚀

  "Untuk setiap aksi, selalu ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah."

  Artinya, jika kamu memberikan gaya pada suatu benda (aksi), benda itu akan memberikan gaya kembali padamu (reaksi) dengan besar yang sama, tetapi arahnya berlawanan.

  Contoh:

  1. Saat roket meluncur, gas panas mendorong ke bawah (aksi), dan sebagai hasilnya, gas mendorong roket ke atas (reaksi).
  2. Saat kamu berenang, tanganmu mendorong air ke belakang (aksi), dan air mendorong tubuhmu ke depan (reaksi).

Ayo Berlatih!

1. Jelaskan dengan bahasamu sendiri mengapa menggunakan sabuk pengaman di mobil itu sangat penting, hubungkan dengan Hukum I Newton!
2. Jika kamu mendorong sebuah kotak kosong dan sebuah kotak berisi penuh buku dengan gaya yang sama, kotak mana yang akan melaju lebih cepat? Jelaskan menggunakan konsep Hukum II Newton!