Contoh Soal Aturan Newton 3 Dan Pembahasan Lengkap

"Gaya agresi dan reaksi dari dua benda mempunyai besar yang sama, dengan arah terbalik, dan segaris. Artinya bila 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 mempunyai besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini juga populer sebagai aturan aksi-reaksi, dengan F disebut sebagai agresi dan –F ialah reaksinya."

Jadi, aturan 3 Newton menjelaskan bahwa bila suatu benda mendapat sebuah gaya, maka benda tersebut akan mengirimkan gaya yang berlawanan arah dengan kekuatan yang sama besar kepada sumber gaya tersebut. Jika disederhanakan maka aturan 3 ini mempunyai syarat sebagai berikut: besar gayanya sama, arahnya berlawanan, dan bekerja pada benda yang berbeda.

- Putaran Ban Mobil

Pada ketika kita menjalankan mobil, maka ban kendaraan beroda empat akan berputar berlawanan arah dengan gerak mobil. Dimana gerak ban kendaraan beroda empat ialah F(aksi) dan arah gerakan kendaraan beroda empat ialah F(reaksi).

Dorongan ke belakang oleh ban, menghasilkan gaya reaksi maju untuk mobil. (sumber: giphy.com)

Contohnya menyerupai gambar di atas, sanggup dilihat bahwa ban yang berputar secara perlahan searah jarum jam, menciptakan sebuah tenaga dorongan ke belakang sampai sanggup melajukan mobil.

- Gerak Hentakan pada Pistol

Jika kau ialah seorang pemain game bergenre tembak-tembakan, maka kau akan memahami bahwa setiap kali sebuah senjata ditembakkan, maka akan ada gaya sentak yang dihasilkan oleh peluru yang ditembakkan.

Contoh Soal Hukum Newton 3 dan Pembahasan

1. Sebuah buku diletakkan di atas meja. Pada sistem benda tersebut akan bekerja gaya-gaya menyerupai pada gambar di bawah ini. Ada empat gaya yang bekerja pada sistem tersebut yaitu: 

□ w = berat buku.

□ N = gaya tekan normal meja terhadap buku.

□ N’= gaya tekan normal buku pada meja.

□ Fg = gaya gravitasi bumi pada buku.

Tentukan pasangan gaya yang termasuk agresi reaksi!

Penyelesaian:

Pasangan gaya aksi-reaksi memenuhi sifat: sama besar, berlawanan arah dan bekerja pada dua benda. Dari sifat di atas sanggup ditentukan dua pasangan aksi-reaksi yaitu:

□ w dengan Fg

□ N dengan N’

w dan N bukan aksi-reaksi alasannya ialah bekerja pada satu benda (buku) tetapi kekerabatan N = w merupakan aturan I Newton yaitu ΣF = 0.

2. Seekor ikan yang bergerak dengan siripnya juga terjadi gaya agresi reaksi. Tentukan pasangan aksi-reaksi yang ada.

Penyelesaian:

Gaya aksi: gaya dorong yang diberikan sirip ikan kepada air.

Gaya reaksi: gaya dorong yang diberikan air kepada sirip ikan sehingga ikan sanggup bergerak.

3. Dua balok (m1 dan m2) yang bersentuhan mula-mula membisu di atas lantai licin menyerupai yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Jika m1 = 70 kg, m2 = 30 kg dan pada balok pertama dikerjakan gaya sebesar 200 N, maka tentukanlah percepatan masing-masing balok dan gaya kontak antarbalok tersebut.

Jawab

Diketahui:

m1 = 70 kg

m2 = 30 kg

F = 200 N

Ditanyakan: Percepatan dan gaya kontak.

Keadaan benda 1 dan 2 saling bersentuhan sehingga akan timbul gaya kontak atau gaya agresi reaksi menurut Hukum III Newton. Supaya lebih jelas, perhatikan gambar berikut ini.

F12 ialah gaya agresi yang diberikan balok 1 kepada balok 2 (bekerja pada balok 2). Sedangkan F21 ialah gaya reaksi yang diberikan balok 2 kepada balok 1 (bekerja pada balok 1). Kedua gaya ini mempunyai besar yang sama.

Untuk memilih besar percepatan kedua balok dan juga gaya kontak kita tinjau persamaan gerak masing-masing balok memakai Hukum II Newton sebagai berikut.

∎ Tinjau Balok 1

Karena lantai licin maka tidak ada gaya gesek yang bekerja, sehingga resultan gaya pada sumbu-Y tidak perlu diuraikan.

ΣFX = ma

F – F21 = m1a ............... Pers. (1)

∎ Tinjau Balok 2

ΣFX = ma

F12 = m2a ............... Pers. (2)

Karena F12 = F21, maka kita sanggup mensubtitusikan persamaan (2) ke dalam persamaan (1) sebagai berikut.

F – m2a = m1a

F = m1a + m2a

F = (m1 + m2)a

a = F/(m1 + m2) ............... Pers. (3)

Dengan memasukkan nilai yang diketahui dalam soal ke dalam persamaan (3), maka kita peroleh besar percepatan kedua balok sebagai berikut.

a = 200/(70 + 30)

a = 200/100

a = 2 m/s2

Jadi, besar percepatan kedua balok ialah 2 m/s2. Untuk memilih gaya kontak antara balok 1 dan 2, kita subtitusikan nilai percepatan yang kita peroleh ke dalam persamaan (2) sebagai berikut.

F12 = m2a

F12 = (30)(2)

F12 = 60 N

Dengan demikian, besar gaya kontak antarbalok ialah 60 N.

4. Balok A dan balok B terletak di atas permukaan bidang miring licin dengan sudut kemiringan 37°. Massa balok A 40 kg dan massa balok B 20 kg. Kemudian balok A didorong dengan gaya F sebesar 480 N menyerupai yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Tentukan besar percepatan gerak kedua balok dan juga gaya kontak antara balok A dan balok B.

Jawab

Diketahui:

mA = 40 kg

mB = 20 kg

F = 480 N

θ = 37°

g = 10 m/s2

Ditanyakan: Percepatan dan gaya kontak.

Perhatikan gambar di bawah ini.

FAB ialah gaya agresi yang diberikan balok A kepada balok B, sedangkan FBA ialah gaya reaksi yang diberikan balok B kepada balok A. Kedua gaya tersebut merupakan gaya kontak yang besarnya sama.

Lalu untuk memilih besar percepatan kedua balok dan juga gaya kontak, kita tinjau persamaan gerak masing-masing balok memakai Hukum II Newton sebagai berikut.

∎ Tinjau Balok A

Karena bidang miring licin maka tidak ada gaya gesek yang bekerja, sehingga resultan gaya pada sumbu-Y tidak perlu diuraikan.

ΣFX = ma

F – wA sin θ – FBA = mAa

F – mAg sin θ – FBA = mAa ............... Pers. (1)

∎ Tinjau Balok B

ΣFX = ma

FAB – wA sin θ = mBa

FAB – mBg sin θ = mBa

FAB = mBa + mBg sin θ ............... Pers. (2)

Karena FAB = FBA, maka kita sanggup mensubtitusikan persamaan (2) ke dalam persamaan (1) sebagai berikut.

F – mAg sin θ – (mBa + mBg sin θ) = mAa

F – mAg sin θ – mBa – mBg sin θ = mAa

F – mAg sin θ – mBg sin θ = mAa + mBa

F – g sin θ(mA + mB) = (mA + mB)a

a = [F – g sin θ(mA + mB)]/(mA + mB)

a = [F/(mA + mB)] – g sin θ ............... Pers. (3)

Dengan mensubtitusikan nilai-nilai yang diketahui dalam soal ke dalam persamaan (3), maka kita peroleh besar percepatan kedua balok sebagai berikut.

a = [480/(40 + 20)] – (10) sin 37°

a = (480/60) – (10)(0,6)

a = 8 – 6

a = 2 m/s2

Jadi, besar percepatan kedua balok ialah 2 m/s2. Untuk memilih gaya kontak antara balok A dan B, kita subtitusikan nilai percepatan yang kita peroleh ke dalam persamaan (2) sebagai berikut.

FAB = mBa + mBg sin θ

FAB = (20)(2) + (20)(10)(sin sin 37°)

FAB = 40 + (200)(0,6)

FAB = 40 + 120

FAB = 160 N

Dengan demikian, besar gaya kontak antara balok A dan balok B ialah 160 N.

( sumber : aciknadzirah.blogspot.com/search?q=contoh-soal-dan-jawaban-hukum-newton-1-2-3 )

Itulah beberapa pola soal mengenai aturan newton 3 untuk anda pelajari. Anda sanggup memperbesar dan memperluas pengetahuan anda dengan mempelajari dan mengerjakan kembali soal - soal yang ada di atas. Dengan demikian, pemahaman anda akan terus meningkat. Selamat Belajar !!

Sumber http://www.contohsoaljawab.com/

Share this post

Berlangganan update artikel terbaru via email: