Hukum gerak Newton: Perbedaan antara revisi

 

 

Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh [[Isaac Newton]] dalam karyanya ''[[Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica]]'', pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687.<ref name=Principia>Lihat ''Principia'' secara daring di [http://ia310114.us.archive.org/2/items/newtonspmathema00newtrich/newtonspmathema00newtrich.pdf Andrew Motte Translation]</ref> Newton menggunakan karyanya untuk menjelaskan dan meniliti gerak dari bermacam-macam benda fisik maupun sistem.<ref name=Motte>[http://members.tripod.com/~gravitee/axioms.htm Andrew Motte translation of Newton's ''Principia'' (1687) ''Axioms or Laws of Motion'']</ref> Contohnya dalam jilid tiga dari naskah tersebut, Newton menunjukkan bahwa dengan menggabungkan antara hukum gerak dengan [[Hukum gravitasi universal Newton|hukum gravitasi umum]], ia dapat menjelaskan [[Hukum Gerak Planet Kepler|hukum pergerakan planet]] milik [[Kepler]].

 

 

 

Ketika kecepatan mendekati [[kecepatan cahaya]], efek dari [[relativitas khusus]] harus diperhitungkan.<ref>In making a modern adjustment of the second law for (some of) the effects of relativity, ''m'' would be treated as the [[relativistic mass]], producing the relativistic expression for momentum, and the third law might be modified if possible to allow for the finite signal propagation speed between distant interacting particles.</ref>

 

{{quote|''Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.''}}

 

</math>

 

* Sebuah benda yang sedang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.

* Sebuah benda yang sedang bergerak, tidak akan berubah kecepatannya kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.

 

 

==Hukum kedua Newton== <!-- [Hukum dua Newton] -->

 

 

:<math>\mathbf{F} = \frac{\mathrm{d}\mathbf{p}}{\mathrm{d}t} = \frac{\mathrm{d}(m\mathbf v)}{\mathrm{d}t},</math>

 

Karena hukumnya hanya berlaku untuk sistem dengan massa konstan,<ref name="plastino">{{cite journal|last=Plastino|first=Angel R. |coauthors=Muzzio, Juan C.|year=1992|title=On the use and abuse of Newton's second law for variable mass problems|journal=Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy|publisher=Kluwer Academic Publishers|location=Netherlands|volume= 53|issue= 3|pages=227–232|issn=0923-2958|bibcode=1992CeMDA..53..227P|doi=10.1007/BF00052611}} "We may conclude emphasizing that Newton's second law is valid for constant mass only. When the mass varies due to accretion or ablation, [an alternate equation explicitly accounting for the changing mass] should be used."</ref><ref name=Halliday>{{cite book|last=Halliday|coauthors=Resnick|title=Physics|volume=1|pages=199|quote=It is important to note that we ''cannot'' derive a general expression for Newton's second law for variable mass systems by treating the mass in '''F''' = d'''P'''/dt = d(M'''v''') as a ''variable''. [...] We ''can'' use '''F''' = d'''P'''/dt to analyze variable mass systems ''only'' if we apply it to an ''entire system of constant mass'' having parts among which there is an interchange of mass.|isbn=0471037109}} [Emphasis as in the original]</ref><ref name=Kleppner>

 

:<math>\mathbf{F} = m\,\frac{\mathrm{d}\mathbf{v}}{\mathrm{d}t} = m\mathbf{a},</math>

Hukum kedua ini perlu perubahan jika [[relativitas khusus]] diperhitungkan, karena dalam kecepatan sangat tinggi hasil kali massa dengan kecepatan tidak mendekati momentum sebenarnya.

 

[[Impuls (fisika)|Impuls]] '''J''' muncul ketika sebuah gaya '''F''' bekerja pada suatu interval waktu Δ''t'', dan dirumuskan sebagai<ref>Hannah, J, Hillier, M J, ''Applied Mechanics'', p221, Pitman Paperbacks, 1971</ref><ref name=Serway>{{cite book|title=College Physics|page=161|author=Raymond A. Serway, Jerry S. Faughn|url=http://books.google.com/?id=wDKD4IggBJ4C&pg=PA247&dq=impulse+momentum+%22rate+of+change%22|isbn=0534997244|year=2006|publisher=Thompson-Brooks/Cole|location=Pacific Grove CA }}</ref>

:<math> \mathbf{J} = \int_{\Delta t} \mathbf F \,\mathrm{d}t .</math>

Impuls adalah suatu konsep yang digunakan untuk menganalisis tumbukan.<ref name=Stronge>{{cite book|title=Impact mechanics|page=12 ff|publisher=Cambridge University Press|year=2004|location=Cambridge UK|author= WJ Stronge|url=http://books.google.com/?id=nHgcS0bfZ28C&pg=PA12&dq=impulse+momentum+%22rate+of+change%22+-angular+date:2000-2009|isbn=0521602890}}</ref>

 

<!-- If you have the Halliday book, please add the missing fields of the Cite book template. While you're at it, update the same citation found in [[Force]].-->

Alasannya, seperti yang tertulis dalam ''An Introduction to Mechanics'' karya Kleppner dan Kolenkow, adalah bahwa hukum kedua Newton berlaku terhadap partikel-partikel secara mendasar.<ref name="Kleppner"/> Pada mekanika klasik, partikel memiliki massa yang konstant. Dalam kasus partikel-partikel dalam suatu sistem yang terdefinisikan dengan jelas, hukum Newton dapat digunakan dengan menjumlahkan semua partikel dalam sistem:

:<math>\mathbf F = m \mathbf a.</math>

 

Hukum kedua Newton dalam bahasa aslinya (latin) berbunyi:

{{quote|''Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.''}}

Yang dalam Bahasa Indonesia berarti:

 

 

== Hukum ketiga Newton ==

{{Cquote|''Lex III: Actioni contrariam semper et æqualem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse æquales et in partes contrarias dirigi.''}}

 

| issue = 2

| pages = 112–115

 

Secara sederhananya, sebuah gaya selalu bekerja pada sepasang benda, dan tidak pernah hanya pada sebuah benda. Jadi untuk setiap gaya selalu memiliki dua ujung. Setiap ujung gaya ini sama kecuali arahnya yang berlawanan. Atau sebuah ujung gaya adalah cerminan dari ujung lainnya.

:<math>

\sum \mathbf{F}_{a,b} = - \sum \mathbf{F}_{b,a}

: '''F'''_a,b adalah gaya-gaya yang bekerja pada A oleh B, dan

: '''F'''_b,a adalah gaya-gaya yang bekerja pada B oleh A.

Newton menggunakan hukum ketiga untuk menurunkan hukum [[momentum#Kekekalan momentum linear|kekekalan momentum]],<ref>Newton, ''Principia'', Corollary III to the laws of motion</ref> namun dengan pengamatan yang lebih dalam, kekekalan momentum adalah ide yang lebih mendasar (diturunkan melalui [[teorema Noether]] dari [[relativitas Galileo]] dibandingkan hukum ketiga, dan tetap berlaku pada kasus yang membuat hukum ketiga newton seakan-akan tidak berlaku. Misalnya ketika [[medan gaya (fisika)|medan gaya]] memiliki momentum, dan dalam [[mekanika kuantum]].<!-- Dalam medan gaya masih ada perdebatan dari wiki luar apakah hukum ketiga fail. -->

 

 

Hukum-hukum Newton sudah diverifikasi dengan eksperimen dan pengamatan selama lebih dari 200 tahun, dan hukum-hukum ini adalah pendekatan yang sangat baik untuk perhitungan dalam skala dan kecepatan yang dialami oleh manusia sehari-hari. Hukum gerak Newton dan hukum [[gravitasi umum]] dan [[kalkulus]], (untuk pertama kalinya) dapat memfasilitasi penjelasan kuantitatif tentang berbagai fenomena-fenomena fisis.

 

 

Dalam [[mekanika kuantum]] konsep seperti gaya, momentum, dan posisi didefinsikan oleh [[operator (fisika)|operator-operator]] linier yang beroperasi dalam [[kondisi kuantum]], pada kecepatan yang jauh lebih rendah dari kecepatan cahaya, hukum-hukum Newton sama tepatnya dengan operator-operator ini bekerja pada benda-benda klasik. Pada kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya, hukum kedua tetap berlaku seperti bentuk aslinya

'''F'''&nbsp;=&nbsp;{{frac2|d'''p'''|d''t''}}, yang menjelaskan bahwa gaya adalah turunan dari momentum suatu benda terhadap waktu, namun beberapa versi terbaru dari hukum kedua tidak berlaku pada kecepatan relativistik.

 

Di fisika modern, [[hukum kekekalan]] dari [[momentum]], [[energi]], dan [[momentum sudut]] berlaku lebih umum daripada hukum-hukum Newton, karena mereka berlaku pada cahaya maupun materi, dan juga pada fisika klasik maupun fisika non-klasik.

 

Karena gaya adalah turunan dari momen, dalam teori-teori dasar (seperti [[mekanika kuantum]], [[elektrodinamika kuantum]], [[relativitas umum]], dsb.), konsep gaya tidak penting dan berada dibawah kekekalan momentum.

 

 

[[Kekekalan energi]] baru ditemukan setelah hampir dua abad setelah kehidupan Newton, adanya jeda yang cukup panjang ini disebabkan oleh adanya kesulitan dalam memahami peran dari energi mikroskopik dan tak terlihat seperti panas dan cahaya infra-merah.

 

* [[Merkurius (planet)]]

* [[Relativitas Galileo]]

* [[Hukum Euler]]

 

{{reflist|colwidth=30em}}

 

 

* {{en}} [http://www.motionmountain.net Motion Mountain] – buku teks daring

* {{en}} [http://phy.hk/wiki/englishhtm/firstlaw.htm Simulasi hukum gerak Newton pertama]

* {{en}} [http://www.youtube.com/watch?v=9gFMObYCccU Hukum Newton ketiga didemonstrasikan dalam sebuah vakum]

* {{id}} [http://www.gurumuda.com/hukum-newton-1/ Hukum Newton 1]

* {{id}} [http://www.gurumuda.com/hukum-newton-3/ Hukum Newton 3]