Hukum Pertama Newton
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| Newton's first law/ˈnjuːtnz fɜːst lɔː/ | Hukum pertama Newton |
| net force/net fɔːs/ | gaya bersih |
| inertia/ɪˈnɜːʃə/ | inersia |
| translational equilibrium/trænˈsleɪʃənl ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | kesetimbangan translasi |
| inertial reference frame/ɪˈnɜːʃl ˈrefrəns freɪm/ | kerangka acuan inersia |
Puck yang tak pernah berhenti
- Geser sebuah puck hoki di atas es yang halus, dan ia akan meluncur terus-menerus, hampir tidak melambat.
- Jika es tersebut benar-benar licin sempurna (tanpa gesekan), puck itu akan meluncur selamanya.
- Tidak ada sesuatu pun yang membuatnya bergerak; ia sekadar menolak untuk berhenti sendiri.
- Penolakan ini merupakan salah satu konsep paling mendasar dalam fisika.
Hukum pertama Newton
- Hukum pertama Newton: suatu benda akan mempertahankan kecepatan konstan kecuali ada resultan gaya yang bekerja padanya.
- Diam? Ia tetap diam. Bergerak? Ia mempertahankan kecepatan dan arah yang sama.
- "Tidak ada resultan gaya" tidak berarti "tidak ada gerak"—melainkan berarti "tidak ada perubahan pada gerak."
Objek yang bergerak dengan kecepatan konstan harus memiliki gaya bersih tak nol yang mendorongnya.
Kecepatan konstan berarti gaya bersih nol. Gaya diperlukan hanya untuk mengubah kecepatan, bukan untuk mempertahankannya.
Inersia
- Sifat yang membuat benda menahan perubahan gerak disebut inersia.
- Semakin besar massa, semakin besar inersianya—truk yang penuh muatan jauh lebih sulit untuk dimulakan atau dihentikan dibandingkan sepeda.
- Inersia adalah alasan mengapa hukum pertama berlaku.
Objek manakah yang memiliki inersia paling banyak?
Inersia diukur oleh massa — mobil $2000\ \text{kg}$ paling menolak perubahan gerakan.
Kesetimbangan translasi
- Ketika resultan gaya bernilai nol, suatu benda berada dalam kesetimbangan translasi.
- Kondisi ini mencakup baik benda yang diam maupun benda yang bergerak dengan kecepatan konstan.
- Untuk menyelesaikan masalah ini, tetapkan $\sum F_x = 0$ dan $\sum F_y = 0$.
Seimbang atau tidak seimbang?
Berdasarkan hukum Newton pertama, tentukan apakah gaya pada setiap objek seimbang.
Objek dengan gaya bersih nol dikatakan berada dalam kesetimbangan translasi ____.
Gaya bersih nol → kesetimbangan translasi, yang mencakup diam dan kecepatan konstan.
Pilih semua situasi dalam kesetimbangan translasi (gaya bersih nol).
Diam dan kecepatan konstan keduanya berarti gaya bersih nol. Bola yang jatuh berakselerasi, jadi gaya bersihnya tidak nol.
Krat diam saat ditarik ke kanan dengan $40\ \text{N}$ dan ke kiri dengan $40\ \text{N}$. Berapakah gaya horizontal bersih (dalam N)?
$40 - 40 = 0\ \text{N}$ — gaya seimbang, sehingga tetap dalam kesetimbangan (diam).
Kerangka acuan inersial
- Hukum pertama hanya berlaku dalam kerangka acuan inersial—yaitu kerangka yang tidak mengalami percepatan.
- Di dalam bus yang mengerem, Anda terdorong ke depan tanpa ada gaya yang mendorong Anda -- karena bus adalah kerangka non-inersia.
- Fisika ditulis dari sudut pandang kerangka inersia.
Ketika bus mengerem keras dan Anda terdorong ke depan, ada gaya yang mendorong Anda ke depan.
Tidak ada gaya ke depan yang bekerja — inersia tubuh Anda使它 terus bergerak sementara bus (kerangka non-inersial) melambat di bawah Anda.
Sebuah lampu tergantung diam dengan dua tali miring.
- Lampu tersebut berada dalam kesetimbangan translasi, sehingga resultan gayanya nol.
- Tarikan horizontal tali saling meniadakan, dan tarikan vertikalnya bersama-sama menopang berat beban -- dua persamaan, $\sum F_x = 0$ dan $\sum F_y = 0$, digunakan untuk menyelesaikan tegangan tali.
Kecepatan konstan tidak memerlukan gaya ke depan. Mobil yang melaju pada kecepatan konstan $100\ \text{km/h}$ memiliki resultan gaya nol -- dorongan mesinnya tepat menyeimbangkan hambat udara dan gesekan. Gaya hanya diperlukan untuk mengubah kecepatan, bukan untuk mempertahankannya.
Hukum pertama Newton: kecepatan tetap konstan kecuali ada resultan gaya yang bekerja -- benda-benda menahan perubahan melalui inersia mereka. Resultan gaya nol berarti kesetimbangan translasi (diam atau bergerak dengan kecepatan konstan), diselesaikan dengan $\sum F_x = 0$, $\sum F_y = 0$. Hukum ini berlaku hanya dalam kerangka acuan inersia yang tidak dipercepat.