Hukum gerak Newton: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler |
k Bot: Mengganti kategori yang dialihkan Konsep fisika dasar menjadi Konsep dalam fisika |
||
| (37 revisi perantara oleh 21 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{lindungidarianon2|small=yes}}
{{mekanika klasik}}
[[Berkas:Newtons laws in latin.jpg|jmpl|ka|200px|Hukum Newton pertama dan kedua, dalam bahasa Latin, dari edisi asli journal [[Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica|Principia Mathematica]] tahun 1687.]]
'''Hukum gerak Newton''' adalah [[hukum fisika]] yang menjelaskan [[perpindahan]] suatu [[objek]] sebagai hasil hubungan antara nilai dan jarak dari [[Gaya (fisika)|gaya]] yang berlaku pada objek tersebut.<ref>{{Cite book|last=Aswardi dan Yanto, D. T. P.|date=2019|url=https://drive.google.com/file/d/1Fsv-wf1psn-nsX9CaTr0C0W_5pfA5jZR/view|title=Mesin Arus Searah|location=Purwokerto|publisher=CV IRDH|isbn=978-623-7343-12-7|pages=6|url-status=live}}</ref> Hukum gerak Newton merupakan salah satu dari tiga [[hukum fisika]] yang menjadi dasar [[mekanika klasik]]. Hukum ini menggambarkan hubungan antara [[gaya]] yang bekerja pada suatu benda dan [[gerak]] yang disebabkannya. Hukum ini telah dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama hampir 3 abad,<ref>
* Newton's "Axioms or Laws of Motion" starting on [http://books.google.com/books?id=Tm0FAAAAQAAJ&pg=PA19#v=onepage&q=&f=false page 19 of volume 1 of the 1729 translation] of the "[[Mathematical Principles of Natural Philosophy|Principia]]";
* [http://books.google.com/books?id=wwO9X3RPt5kC&pg=PA178 Section 242, ''Newton's laws of motion''] in [[#tho1867|Thomson, W (Lord Kelvin), and Tait, P G, (1867)]], ''Treatise on natural philosophy'', volume 1; and
* [[#cro2000|Benjamin Crowell (2000), ''Newtonian Physics'']].</ref> dan dapat dirangkum sebagai berikut:
# '''Hukum Pertama''': setiap benda akan memiliki [[kecepatan]] yang konstan kecuali ada gaya yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut.<ref>Halliday</ref><ref name=first-law-shaums>{{Cite book|last = Browne|first =Michael E.|title =Schaum's outline of theory and problems of physics for engineering and science|publisher = McGraw-Hill Companies|date =1999-07|format =Series: Schaum's Outline Series|pages =58|url =http://books.google.com/?id=5gURYN4vFx4C&pg=PA58&dq=newton's+first+law+of+motion&q=newton's%20first%20law%20of%20motion|isbn =9780070084988}}</ref><ref name=first-law-dmmy>{{Cite book|last = Holzner|first = Steven|title =Physics for Dummies|publisher =Wiley, John & Sons, Incorporated|date =2005-12|pages =64|url =http://books.google.com/?id=FrRNO6t51DMC&pg=PA64&dq=Newton's+laws+of+motion&cd=8#v=onepage&q=Newton's%20laws%20of%20motion|isbn =9780764554339}}</ref> Berarti jika [[resultan gaya]] nol, maka [[pusat massa]] dari suatu benda tetap diam, atau bergerak dengan [[kecepatan]] konstan (tidak mengalami percepatan). Hal ini berlaku jika dilihat dari [[kerangka acuan inersial]].
# '''Hukum Kedua''': sebuah benda dengan [[massa]] M mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami [[percepatan]] a yang [[arah]]nya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M. atau <math>
\sum \mathbf{F} = # '''Hukum Ketiga''': gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan arah terbalik, dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar –F kepada benda A. F dan –F memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagai [[aksi]] dan –F adalah [[reaksinya]].
Baris 13 ⟶ 15:
== Tinjauan ==
Hukum Newton diterapkan pada benda yang dianggap sebagai partikel,<ref>''[...]while Newton had used the word 'body' vaguely and in at least three different meanings, Euler realized that the statements of Newton are generally correct only when applied to masses concentrated at isolated points;''{{Cite book|last1 = Truesdell|first1 = Clifford A.|last2 = Becchi|first2 = Antonio|last3 = Benvenuto|first3 = Edoardo|title = Essays on the history of mechanics: in memory of Clifford Ambrose Truesdell and Edoardo Benvenuto|publisher = Birkhäuser|year = 2003|location = New York|page = 207|url = http://books.google.com/?id=6LO_U6T-HvsC&printsec=frontcover&dq=essays+in+the+History&cd=9#v=snippet&q=%22isolated%20points%22|isbn = 3764314761}}</ref> dalam evaluasi pergerakan misalnya, panjang benda tidak dihiraukan, karena objek yang dihitung dapat dianggap kecil, relatif terhadap jarak yang ditempuh. Perubahan bentuk ([[deformasi (mekanika)|deformasi]]) dan rotasi dari suatu objek juga tidak diperhitungkan dalam analisisnya. Maka sebuah planet dapat dianggap sebagai suatu titik atau partikel untuk
Dalam bentuk aslinya, hukum gerak Newton tidaklah cukup untuk menghitung gerakan dari objek yang bisa berubah bentuk (benda tidak padat). [[Leonard Euler]] pada tahun 1750 memperkenalkan generalisasi hukum gerak Newton untuk benda padat yang disebut [[hukum gerak Euler]], yang dalam perkembangannya juga dapat digunakan untuk benda tidak padat. Jika setiap benda dapat direpresentasikan sebagai sekumpulan partikel-partikel yang berbeda, dan tiap-tiap partikel mengikuti hukum gerak Newton, maka hukum-hukum Euler dapat diturunkan dari hukum-hukum Newton. Hukum Euler dapat dianggap sebagai [[aksioma]] dalam menjelaskan gerakan dari benda yang memiliki dimensi.<ref>{{cite book|last = Lubliner|first = Jacob|title = Plasticity Theory (Revised Edition)|publisher = Dover Publications|year = 2008|url = http://www.ce.berkeley.edu/~coby/plas/pdf/book.pdf|isbn = 0486462900|access-date = 2011-06-29|archive-date = 2010-03-31|archive-url = https://web.archive.org/web/20100331022415/http://www.ce.berkeley.edu/~coby/plas/pdf/book.pdf|dead-url = yes}}</ref>
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>
== Hukum pertama Newton ==
[[Berkas:first law.ogg|200px|jmpl|[[Walter Lewin]] menjelaskan hukum pertama Newton (dalam bahasa Inggris).<small>([http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ MIT Course 8.01] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170209230310/http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ |date=2017-02-09 }})</small><ref>{{cite video | people = [[Walter Lewin]] | date = September 20, 1999 | title = Newton’s First, Second, and Third Laws. MIT Course 8.01: Classical Mechanics, Lecture 6. | url = http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ | format = ogg | medium = videotape | language = English | publisher = [[MIT OpenCourseWare|MIT OCW]] | location = Cambridge, MA USA | accessdate = December 23, 2010 | time = 0:00–6:53 | ref = lewin1 | archive-date = 2017-02-09 | archive-url = https://web.archive.org/web/20170209230310/http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ | dead-url = yes }}</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.''}}
Baris 39 ⟶ 33:
</math>
Artinya
* 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 pertama newton adalah penjelasan kembali dari hukum inersia yang sudah pernah dideskripsikan oleh [[Galileo]]. Dalam bukunya Newton memberikan penghargaan pada [[Galileo]] untuk hukum ini. [[Aristoteles]] berpendapat bahwa setiap benda memilik tempat asal di alam semesta: benda berat seperti batu akan berada di atas tanah dan benda ringan seperti asap berada di langit. Bintang-bintang akan tetap berada di surga. Ia mengira bahwa sebuah benda sedang berada pada kondisi alamiahnya jika tidak bergerak, dan untuk satu benda bergerak pada garis lurus dengan kecepatan konstan diperlukan sesuatu dari luar benda tersebut yang terus mendorongnya, kalau tidak benda tersebut akan berhenti bergerak. Tetapi Galileo menyadari bahwa gaya diperlukan untuk mengubah kecepatan benda tersebut ([[percepatan]]), tetapi untuk mempertahankan kecepatan tidak diperlukan gaya. Sama dengan hukum pertama Newton
==Hukum kedua Newton== <!-- [Hukum dua Newton] -->
[[Berkas:Secondlaw.ogv|320px|jmpl|kiri|[[Walter Lewin]] menjelaskan hukum dua Newton dengan menggunakan gravitasi sebagai contohnya.<span style="font-size:80%">([http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ MIT OCW] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170209230310/http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ |date=2017-02-09 }})</span><ref>[[Walter Lewin|Lewin]], [http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ Newton’s First, Second, and Third Laws] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170209230310/http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ |date=2017-02-09 }}, Lecture 6. (6:53–11:06)</ref> ]]
Hukum kedua menyatakan bahwa total gaya pada sebuah partikel sama dengan banyaknya perubahan [[Momentum|momentum linier]] '''p''' terhadap waktu
:<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>
{{cite book|last=Kleppner|first=Daniel|coauthors=Robert Kolenkow|title=An Introduction to Mechanics|url=https://archive.org/details/introductiontome00dani|publisher=McGraw-Hill|year=1973|pages=
:<math>\mathbf{F} = m\,\frac{\mathrm{d}\mathbf{v}}{\mathrm{d}t} = m\mathbf{a},</math>
Baris 65 ⟶ 59:
=== Impuls ===
{{Main|Impuls}}
[[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>
Baris 97 ⟶ 92:
== Hukum ketiga Newton ==
[[Berkas:Skaters showing newtons third law.svg|jmpl|ka|250px|Hukum Ketiga Newton. Para pemain sepatu luncur es memberikan gaya pada satu sama-lain dengan besar yang sama tetapi berlawanan arah.]]
[[Berkas:thirdlaw.ogg|250px|jmpl|Penjelasan hukum ketiga Newton.<ref>[[Walter Lewin|Lewin]], [http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ Newton’s First, Second, and Third Laws] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170209230310/http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/video-lectures/lecture-6/ |date=2017-02-09 }}, Lecture 6. (14:11–16:00)</ref> ]]
{{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.''}}
Baris 131 ⟶ 126:
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.
Ketiga hukum ini juga merupakan pendekatan yang baik untuk benda-benda makroskopis dalam kondisi sehari-hari. Namun hukum newton (digabungkan dengan hukum gravitasi umum dan [[elektrodinamika klasik]]) tidak tepat untuk digunakan dalam kondisi tertentu, terutama dalam skala yang amat kecil, kecepatan yang sangat tinggi (dalam [[relativitas
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
Baris 143 ⟶ 138:
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.
[[Model standar]] dapat menjelaskan secara terperinci bagaimana tiga gaya-gaya fundamental yang dikenal sebagai [[Teori Gauge|gaya-gaya gauge]], berasal dari pertukaran [[partikel virtual]]. Gaya-gaya lain seperti [[gravitasi]] dan [[tekanan degenerasi
[[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.
== Lihat
* [[Merkurius (planet)]]
* [[Relativitas Galileo]]
Baris 155 ⟶ 150:
* [[Hukum Euler]]
== Referensi
=== Catatan kaki ===
{{reflist|colwidth=30em}}
Baris 161 ⟶ 158:
* <cite id=cro2000>Crowell, Benjamin, (2000), [http://books.google.com/books?id=TT4ssKhDdLUC ''Newtonian Physics''], (2000, Light and Matter), ISBN 0-9704670-1-X, 9780970467010, especially at Section [http://books.google.com/books?id=TT4ssKhDdLUC&pg=PA102 '''4.2, Newton's First Law'''], Section [http://books.google.com/books?id=TT4ssKhDdLUC&pg=PA106 '''4.3, Newton's Second Law'''], and Section [http://books.google.com/books?id=TT4ssKhDdLUC&pg=PA125 '''5.1, Newton's Third Law'''].</cite>
* <cite id=fey2005>{{cite book|last1=Feynman|first1=R. P.|author1-link=Richard Feynman|last2=Leighton|first2=R. B.|last3=Sands|first3=M.|year=2005|title=The Feynman Lectures on Physics|volume=Vol. 1|edition=2nd|publisher=Pearson/Addison-Wesley|isbn=0805390499}}</cite>
* <cite id=fow1999>{{cite book|last1=Fowles|first1=G. R.|last2=Cassiday|first2=G. L.|year=1999|title=Analytical Mechanics|url=https://archive.org/details/analyticalmechan0000fowl_h7b9|edition=6th|publisher=Saunders College Publishing|isbn=0030223172}}</cite>
* <cite id=lik1973>{{cite book|last=Likins|first=Peter W.|authorlink=Peter Likins|year=1973|title=Elements of Engineering Mechanics|publisher=McGraw-Hill Book Company|isbn=0070378525}}</cite>
* <cite id=mar1995>{{cite book|last=Marion|first1=Jerry|last2=Thornton|first2=Stephen|year=1995|title=Classical Dynamics of Particles and Systems|url=https://archive.org/details/classicaldynamic00mari_0|publisher=Harcourt College Publishers|isbn=0030973023}}</cite>
* <cite id=new1729v1>Newton, Isaac, "[[Mathematical Principles of Natural Philosophy]]", 1729 English translation based on 3rd Latin edition (1726), [http://books.google.com/books?id=Tm0FAAAAQAAJ volume 1, containing Book 1], especially at the section [http://books.google.com/books?id=Tm0FAAAAQAAJ&pg=PA19 '''Axioms or Laws of Motion''' starting page 19].</cite>
* <cite id=new1729v2>Newton, Isaac, "[[Mathematical Principles of Natural Philosophy]]", 1729 English translation based on 3rd Latin edition (1726), [http://books.google.com/books?id=6EqxPav3vIsC volume 2, containing Books 2 & 3].</cite>
Baris 171 ⟶ 168:
== Pranala luar ==
* {{en}} [http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/8-01Physics-IFall1999/VideoLectures/detail/Video-Segment-Index-for-L-6.htm Video ceramah MIT] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080411233349/http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/8-01Physics-IFall1999/VideoLectures/detail/Video-Segment-Index-for-L-6.htm |date=2008-04-11 }} mengenai tiga hukum Newton
* {{en}} [http://www.lightandmatter.com/html_books/1np/ch04/ch04.html Newtonian Physics] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070216045052/http://www.lightandmatter.com/html_books/1np/ch04/ch04.html |date=2007-02-16 }} – buku teks daring
* {{en}} [http://www.motionmountain.net Motion Mountain] – buku teks daring
* {{en}} [http://phy.hk/wiki/englishhtm/firstlaw.htm Simulasi hukum gerak Newton pertama]
Baris 187 ⟶ 184:
[[Kategori:Teks Latin]]
[[Kategori:Sejarah fisika]]
[[Kategori:Konsep
[[Kategori:Pengamatan ilmiah]]
[[Kategori:Fisika eksperimental]]
| |||