Pengertian
Hukum Newton 2 menyatakan:
“Percepatan suatu benda sebanding dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya.”
Secara matematis, hukum ini dirumuskan:F=m⋅aF = m \cdot aF=m⋅a
di mana:
- FFF: Gaya total yang bekerja pada benda (Newton, NNN)
- mmm: Massa benda (kilogram, kgkgkg)
- aaa: Percepatan benda (meter per detik kuadrat, m/s2m/s^2m/s2)
Penjelasan Konsep
- Hubungan Gaya dan Percepatan
- Jika gaya yang bekerja pada benda meningkat, percepatan benda juga meningkat (dengan massa tetap).
- Sebaliknya, untuk massa yang sama, gaya kecil akan menghasilkan percepatan kecil.
- Pengaruh Massa
- Massa adalah ukuran kelembaman suatu benda.
- Jika massa benda besar, maka diperlukan gaya lebih besar untuk menghasilkan percepatan tertentu.
- Resultan Gaya
- Hukum ini berlaku untuk resultan gaya (jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja).
- Jika tidak ada gaya yang bekerja (F=0F = 0F=0), maka a=0a = 0a=0, sesuai dengan Hukum Newton 1.
Contoh Aplikasi Hukum Newton 2
- Menghitung Percepatan Mobil
Sebuah mobil bermassa 1000 kg1000 \, kg1000kg ditarik dengan gaya 3000 N3000 \, N3000N. Berapa percepatan mobil tersebut?F=m⋅a⇒a=FmF = m \cdot a \quad \Rightarrow \quad a = \frac{F}{m}F=m⋅a⇒a=mF a=30001000=3 m/s2a = \frac{3000}{1000} = 3 \, m/s^2a=10003000=3m/s2Jadi, percepatan mobil adalah 3 m/s23 \, m/s^23m/s2. - Massa yang Jatuh Bebas
Jika sebuah benda m=2 kgm = 2 \, kgm=2kg jatuh bebas, gaya gravitasinya adalah:F=m⋅g(dengan g=9.8 m/s2)F = m \cdot g \quad \text{(dengan \(g = 9.8 \, m/s^2\))}F=m⋅g(dengan g=9.8m/s2) F=2⋅9.8=19.6 NF = 2 \cdot 9.8 = 19.6 \, NF=2⋅9.8=19.6NJadi, gaya gravitasi yang bekerja adalah 19.6 N19.6 \, N19.6N.
Percobaan Sederhana Hukum Newton 2
- Alat dan Bahan
- Kereta dinamis
- Katrol dan beban
- Stopwatch
- Penggaris atau pita ukur
- Langkah Percobaan
- Hubungkan kereta dinamis dengan katrol melalui tali.
- Tambahkan beban pada katrol sehingga gaya menarik kereta.
- Ukur waktu yang diperlukan kereta untuk bergerak pada lintasan tertentu.
- Gunakan rumus F=m⋅aF = m \cdot aF=m⋅a untuk menghitung percepatan berdasarkan gaya (FFF) dan massa kereta (mmm).
- Kesimpulan
Percobaan ini menunjukkan bahwa percepatan kereta meningkat dengan gaya yang lebih besar dan menurun jika massa kereta bertambah.