modul hukum newton

7/21/2019 Modul Hukum Newton

http://slidepdf.com/reader/full/modul-hukum-newton 1/30

0

MODUL FISIKA HUKUM NEWTON DALAM GERAK LURUS

32 5 26569

PENYUSUN

SITI NURHASANAH

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

KODE FIS .07



1

K T PENG NT R

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia dan

hidayah-Nya, kami dapat menyusun bahan ajar modul fisika untuk SMA/MA kelas X.

Modul ini disusun berdasarkan Komptensi Inti dan Kompetensi Dasar Kurikulum

2013.

Modul ini menyajikan materi, contoh soal, tugas soal, percobaan fisika, bahan

diskusi kelompok sehingga siswa dapat mempelajarinya dengan mudah,

menyenangkan, lebih aktif dan mandiri dalam pembelajaran.

Saya sangat berharap modul ini bermanfaat bagi Siswa-siswi dalam

memahami pelajaran Fisika dan bagi rekan guru dalam mengajar fisika. Kritik dan

saran selalu terbuka untuk perbaikan modul ini.

Jakarta, Oktober 2014

Siti Nurhasanah

MODUL KELAS X (HUKUM NEWTON)



2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR 1

DAFTAR ISI 2

BAB 1 PENDAHULUAN

A.

LATAR BELAKANG 3

B. DESKRIPSI SINGKAT 3

C. MATERI 3

D.

MANFAAT MODUL 3

E. TUJUAN PEMBELAJARAN

Kompetesi Dasar 4

Indikator Penilaian 4

F. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL 5

BAB II PEMBELAJARAN

A. RENCANA BELAJAR PESERTA DIDIK 6

B.

KEGIATAN BELAJAR

a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 7

b.

Uraian Materi 7

c.

Rangkuman 20

d. Latihan/Tugas 21

e. Tes Mandiri 22

BAB III EVALUASI

SOAL EVALUASI 24

BAB IV PENUTUP 25

GLOSARIUM 26

DAFTAR PUSTAKA 27

KUNCI JAWABAN 28



3MODUL KELAS X (HUKUM NEWTON)

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Di jelaskan dalam standar isi, mata pelajaran fisika bertujuan agar siswa kemampuan

sebagai berikut : membentuk sikap positif terhadap Tuhan Yang Maha Esa, memupuk

sikap ilmiah yaitu jujur, objektif, terbuka, ulet, kritis dan dapat bekerja sama dengan

oranag lain, mengembangkan pengalaman untuk dapat merumuskan masalah, mengajukan

dan menguji hipotesis melalui percobaan, merancang dan merakit instrumen percobaan,

mengumpulkan, mengolah, dan menafsirkan data, serta mengkomunikasikan hasil

percobaan secara lisan dan tertulis, mengembangkan kemampuan bernalar dalam berpikir

analisis induktif dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika serta

mempunyai keterampilan mengembangkan pengetahuan, dan sikap percaya diri sebagai

bekal untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih tinggi serta mengembangkan

ilmu pengetahuan dan teknologi.

B. DESKRIPSI SINGKAT

Penyusunan modul ini disusun dengan penyajian materi dan praktikum fisika dengan

bahasa yang mudah dimengerti agar siswa-siswi mudah memahami kontek yang diberikan

serta menguasai kompetensi yang diharapkan secara mandiri dan aktif dalam proses

pembelajaran.

Dalam modul ini siswa-siswi akan mempelajari konsep dasar Hukum Newton yang

didalamnya dibahas prinsip kelembaman, percepatan yang ditimbulkan gaya dan

hubungan antara gaya, massa, dan percepatan pada gerak lurus dan penerapan hukum

Newton

C. MATERI

Hukum Newton pada Gerak Lurus

D.

MANFAAT MODUL

Modul ini diharapkan untuk membantu peserta menguasai konsep dasar Hukum

Newton yang dibahas prinsip kelembaman, percepatan yang ditimbulkan gaya dan

hubungan antara gaya, massa, dan percepatan pada gerak lurus dan penerapan hukum

Newton.



4 MODUL KELAS X (HUKUM NEWTON)

E. TUJUAN PEMBELAJARAN

Kompetensi Dasar

1.1

Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan

kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang

menciptakannya

1.2

Menyadari kebesaran Tuhan yang mengatur karakteristik fenomena gerak.

2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif;

jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka,

kritis; kreatif, inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari- hari

sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi

2.2

Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari

sebagai wujud implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil

percobaan

3.1

Menganalisis hubungan antara gaya, massa, dan gerakan benda pada gerak lurus

4.1 Merencanakan dan melaksanakan percobaan untuk menyelidiki hubungan gaya,

massa, dan percepatan dalam gerak lurus

Indikator Keberhasilan

SIKAP 1. Menunjukan sikap positif (individu dan sosial) dalam diskusi

kelompok

2. Menunjukkan sikap ilmiah pada saat melaksanakan percobaan.

3. Menunjukkan perilaku dan sikap menerima, menghargai, dan

melaksanakan kejujuran, ketelitian, disiplin dan tanggung jawab

PENGETAHUAN 1. Menjelaskan hub antara gaya, massa, dan percepatan pada

gerak lurus

2. Menerapkan hub antara gaya, massa, dan percepatan pada

gerak Lurus

3. Menganalisis hub antara gaya, massa, dan percepatan pada

gerak urus dalam penyelesaian masalah

4. Menyimpulkan hasil percobaan hukum newton



5


KETERAMPILAN 1. menggunakan seperangkat alat percobaan hukum newton

2. Menyaji dan mengolah data pengukuran.

3. Membuat laporan tertulis hasil praktik

F. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

1.

Pelajari daftar isi untuk mengetahui isi dari modul

2. Baca dan Pahami setiap uraian materi yang disajikan dengan baik dan ikuti

contoh-contoh soal dengan cermat.

3.

Jawablah pertanyaan yang disediakan pada setiap kegiatan belajar dengan baik

dan benar.

4. Catatlah bagian-bagian yang belum dipahami lalu diskusikan dengan teman secara

berkelompok dan bertanya pada guru.

5. Untuk melakukan kegiatan percobaan, maka baca dan pahami setiap materi dan

langkah-langkah percobaan dengan terlebih dahulu lalu membuat kelompok untuk

kegiatan percobaan.

6. bila dalam percobaan terdapat kesulitan tanyakan pada instruktur/guru lalu

diskusikan dengan teman secara berkelompok terhadap hasil percobaan yang

didapat.

7. Bila saudara belum menguasai 70% dari tiap kegiatan, maka ulangi kembali

langkah-langkah diatas dengan seksama.




BAB II

PEMBELAJARAN

A. RENCANA BELAJAR PESERTA DIDIK

Tulislah semua jenis kegiatan yang anda lakukan di dalam tabel kegiatan di bawah ini. Jika

ada perubahan dari rencana semula, berilah alasannya kemudian mintalah tanda tangan

kepada guru atau instruktur Anda.

Jenis

Kegiatan

Tanggal Waktu Tempat

Belajar

Alasan

Perubahan

Tanda

Tangan Guru



7

Hukum I Newton(Hukum Kelembaman)


B. KEGIATAN BELAJAR

a Tujuan kegiatan pembelajaran :

1.

memahami konsep dasar Hukum Newton yang didalamnya dibahas prinsip

kelembaman

2.

memahami adanya percepatan yang ditimbulkan gaya dan hubungan antara gaya,

massa, dan percepatan pada gerak lurus dan memahami penerapan hukum newton

b Uraian Materi

Pada dasarnya setiap benda bersifat lembam. Ini berarti bahwa benda itu

mempunyai sifat mempertahankan keadaannya. Bila benda itu sedang bergerak, maka

benda itu bersifat “ingin” bergerak terus. Demikian pula, bila benda itu tidak

bergerak, maka benda itu bersifat mempertahankan keadaannya, baik benda itu diam

maupun bergerak. Sifat lembam itu dapat dijelaskan dengan gejala berikut:

Sifat kelembaman itu juga terasa pada kita sendiri pada waktu kita naik

kendaraan, misalnya mobil, bis, kereta api dan sebagainya. Bila mobil yang kita

tumpangi direm, tubuh kita akan terdorong ke depan. Pada waktu kita berdiri di dalam

kereta api, tubuh kita akan terdorong ke belakang bila kereta itu bergerak maju. Maka

kesimpulan yang kita peroleh dari peristiwa di atas ialah: Setiap benda dalam keadaan

berhenti mempunyai kecenderungan untuk tetap diam; sedangkan bila benda sedang

bergerak, benda itu cenderung untuk bergerak terus.



8


Sifat cenderung yang demikian itulah yang diartikan sebagai kelembaman

(inertia). Dari gejala tersebut Sir Isaac Newton (1642-1727) menghasilkan hukum I

tentang gerak sebagai berikut: “Setiap benda akan bergerak lurus beraturan atau diam,

jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu atau resultangaya yang

bekerja pada benda tersebut sama dengan nol.”

DISKUSIKAN DALAM KELOMPOK

Lakukan percobaan berikut.

Letakkan selembar kertas HVS di atas meja yang licin, misalnya meja yang terbuat dari kaca.

Kemudian, di atas kertas letakkan benda yang cukup berat, misalnya gelas seperti pada

gambar dibawah. Kemudian, tariklah kertas tersebut perlahan-lahan. Apa yang

terjadi? Gelas ikut bergerak karena Anda memberikan gaya tarik secara terus-menerus dalam

waktu yang cukup lama. Sekarang, cobalah Anda menarik kertas tersebut dengan cepat dalam

sekali sentakan. Apa yang akan terjadi? Bagaimana kaitannya dengan hukum kelembaman

atau hukum I Newton.

?Sebelum ditarik

= 0

Bagaimana Sesudah

ditarik secara

perlahan dan cepat ?



9

Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus

dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa

benda.

Hukum IINewton

=∑


Hukum I adalah berkaitan dengan gerak suatu benda ketika resultan gaya yang

bekerja pada benda sama dengan nol (∑F = 0). Pada keadaan seperti ini, kecepatan bendaadalah tetap atau benda mengelami gerak lurus berurutan. Kita katakan bahwa benda tidak

mengalami percepatan atau percepatannya nol.

Bagaimana jika pada benda bekerja sebuah gaya saja atau beberapa gaya yang

resultannya tidak nol ? pada keadaan ini ternyata kecepatan benda selalu berubah. Kita

katakana bahwa benda mengalami percepatan. Jelas bahwa ada kaitan antara resultan gaya

dengan percepatan yang ditimbulkan. Kaitannya antara percepatan dan resultannya inilah

yang diselidiki oleh Newton, sehingga ia berhasil mencetuskan hukum keduanya tentang

gerak, yang dikenal sebagai hukum II Newton.

Hukum II Newton berbunyi sebagai berikut.

Secara matematis, Hukum II Newton dinyatakan sebagai

m adalah massa benda (kg). a adalah percepatan (−) dan ∑ adalah resultan yang

bekerja pada benda (N).

CONTOH SOAL

Sebuah batu besar berada pada jarak 25 m didepan sebuah kendaraan bermassa 500 kg yang

sedang bergerak dengan kecepatan 10 m/s2. Agar tepat berhenti sebelum mengenai batu,

kendaraan tersebut harus direm dengan memberi gaya sebesar . . . .

A. 250 N D. 2000 N

B. 500 N E. 4000N

C. 1000 N



10

Strategi :

Mobil direm dianggap mengalami gerak lurus dengan perlambatan tetap, sehingga memenuhi

persamaan GLBB, antara lain = + 2a ∆ , dengan v = 0 karena kendaraan berhenti.

Persamaan ini kita dapat menentukan pelambatan a, selanjutnya hukun II Newton ∑ =

dapat digunakan untuk menetukan gaya F.

Jawab :

Masalah dapat disketsa seperti gambar berikut

= 10 m/s Behenti (= 10 m/s)

Awal Akhir

∆ = 25

= + 2a ∆

a =−

∆ =− () = -2,0 m/s2

∑ = ma (hukum II Newton)

= (500 kg) (-2,0 m/ss) = -1000 N

Jadi, gaya rem adalah = -1000N



11

DISKUSIKAN DALAM KELOMPOK


Lakukan percobaan berikut.

Judul:

Penyelidikan Pengaruh Gaya Terhadap Gerak Benda dan Penyelidikan Hukum II Newton

Tujuan:

1. Menyelidiki pengaruh gaya terhadap gerak benda

2. Menyelidiki hukum II Newton

Alat dan Bahan:

1. Kertas dinamik / Troli 1 buah

2. Pencatat Waktu 1 buah

3. Pita kertas secukupnya

4. Katrol pada penjepit 1 buah

5. Papan luncur/meja 1 buah

6. Catu daya / sumber tenaga 1 buah

7. Benang secukupnya

8. Beban gantung 50 gram dan 100 gram 2 buah

Langkah Kerja :

1. Susunlah alat-alat seperti gambar disamping. Ketika kereta dinamik bergerak karena

pengaruh gaya berat beban gantung 50 gram, gerakan tersebut akan terekam pada pita

kertas.

F= m g




2.

Potonglah pita tersebut setiap sepuluh ketikan, kemudian tempelkan pada kertas

millimeter secara berurutan, mulai dari potongan paling pendek (awal) sampai

potongan paling panjang dan lukiskan grafiknya dengan cara menghubungkan titik-

titik teratas pada tiap potongan pita

3. Cara menetukan percepatan dari potongan pita

a. Tiap potongan menunjukan kecepatan. Misalnya, anda menggunakan

tegangan listrik PLN dengan frekuensi 50Hz, artinya terdapat 50 ketukan

(50 selang antar ketukan, dengan ketukan pertama tidak dihitung) dalam

waktu 1 s. hal itu juga berarti bahwa selang antar 2 ketukan secara

berurutan adalah 1/5 s.

Kecepatan tiap potongan = panjang pita dalam satu potongan / selangwaktu.

pada pita yang panjangnya 6cm terdapat 10 ketukan. Jadi, kecepatan tiap

potongan =6

=30/.

b. hitung kecepatan potongan pertama (V1) dan kecepatan potongan terakhir

(Vs) dengan cara seperti poin a.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Pita 1 Pita 2 Pita 3 Pita 4 pita 5

k

e

ce

p

a

t

a

n

contoh grafik potongan pita




c. percepatan sama dengan peruahan kecepatan per selang waktu. Selang

waktu disini, dihitung dari ujung teratas pita pertama sampai ujung teratas

potongan pita terakhir. Misalkan, terdapat 5 potongan pita. Jadi selang

waktunya 4x

=0,8 s

= ∆ =

0.8

4.

ulangi percobaan pada poin 1 dan perhitungan seperti poin 2 untuk beban gantungan

100 gram.

Setelah melakukan percobaan dan menganalisis data diatas, jawablah pertanyaan berikut :

1.

berupa apakah garis hubung titik titik ujung potongan pita?2. percobaaan mana yang memiliki grafik kemiringan sudut yang paling besar?

percobaan 1 atau percobaan 2?

3.

berdasarkan jawaban no 2, percobaan mana yang mempunyai percepatan lebih besar?

4. Dengan demikian semakin besar gaya tarik (F = mg), percepatannya semakin ?



14

Penerapan Hukum

Newton


Berikut ini akan dibahas beberapa contoh penerapan Hukum Newton dalam

kehidupan sehari-hari.

1. Gaya Tekan Kaki pada Alas Lift

Tinjaulah seorang siswa yang berada di dalam sebuah lift yang diam. Oleh karena lift diam,

percepatannya nol (a = 0), berarti berlaku keseimbangan gaya.

∑ = N – mg = 0 dengan mg = w

∑ = 0 berarti: N – w = 0 (secara vektor)

sehingga besarnya,

N = w …............................................................................ (1.4)

Sebagai acuan, gaya normal N dan gaya berat w ini disebut juga sebagai gaya keseimbangan.

Persamaan (1.4) juga berlaku jika lift bergerak dengan percepatan tetap ke atas ataupun lift

bergerak dengan percepatan tetap ke bawah, mengapa demikian? Perhatikan Gambar (7)!

Seorang siswa berada di dalam sebuah lift yang sedang bergerak ke atas dengan percepatan a

Sebagai acuan, gaya-gaya searah dengan gerak lift adalah positif dan yang berlawanandengan arah gerak lift adalah negatif.



15


Menurut Hukum II Newton :

∑ = N – mg = ma

N = mg + ma ………………………………………………………..(1.5)

atauW’ = mg + ma............................................................(1.6)

Selanjutnya, perhatikan gambar (8)

Seorang siswa berada di dalam sebuah lift yang sedang

bergerak ke bawah dengan percepatan a dengan

menggunakan penalaran yang sama seperti saat lift

bergerak ke atas akan didapatkan berat beban (mg)

adalah positif dan gaya normal (N) adalah negatif. Oleh

karena gaya berat searah dengan arah gerak lift,

sedangkan gaya normal

berlawanan, berlaku:

∑ = mg - N = ma

N = mg – ma…………………………………………………..(1.7)

Atau

W’ = mg – ma…………………………………………………..(1.8)

Dari pembahasan di atas, diperoleh gaya-gaya searah dengan gerak lift adalah positif,

sedangkan gaya-gaya yang berlawanan arah dengan arah gerak lift adalah negatif. Seperti

yang ditunjukkan pada saat lift bergerak ke atas maka gaya normal (N) adalah positif,

sedangkan mg adalah negatif. Sebaliknuya, jika lift bergerak ke bawah, gaya mg menjadi positif dan gaya normal (N) menjadi negatif. Apabila lift bergerak dipercepat ke atas, gaya

normal bertambah.

Sebaliknya, gaya normal akan berkurang pada saat lift bergerak dipercepat ke bawah. Apa

yang akan terjadi jika lift bergerak dipercepat ke atas atau ke bawah?

Contoh soal 1

Seseorang bermassa 50 kg berdiri di dalam lift yang sedang bergerak ke atas dengan

percepatan 5 ms-2

. Jika percepatan gravitasi bumi adalah g = 10 ms-2

, berapakah gaya tekankaki orang tersebut pada alas lift itu?

Dengan menggunakan persamaan (1.5)

N = mg + ma

= (50kg) (10m−) + (50kg) (5m−)

= 750 newton

Jadi, gaya tekan kaki orang tersebut pada alas lift adalah 750 newton.



16MODUL KELAS X (HUKUM NEWTON)

2. Gerak Benda pada Bidang Miring

Anda telah mempelajari sebuah benda yang disimpan di atas meja tidak akan jatuh. Hal ini

disebabkan oleh adanya gaya lain yang bekerja selain gaya berat (w = mg), yaitu gaya normal

(N). Arah gaya normal ini tegak lurus bidang sentuh. Perhatikan gambar (9)!

Gambar 9. Benda pada bidang miring

Sebuah balok bermassa m ditempatkan pada bidang miring licin. Misalkan, diambil sumbu

miring – x dan sumbu – y tegak lurus bidang miring. Komponen gaya berat (w = mg) pada:

Sumbu -x: wx = mg sin ………………………………………….(1.9)

Sumbu – y: wy = mg cos ……………………………… ………(1.10)

Oleh karena ∑ Fy = 0, dari uraian gaya-gaya diperoleh gaya normal (N), yaitu N - mg cos

N = mg cos .………………………………………………..(1.11)

Gaya yang menyebabkan balok bergerak adalah gaya yang sejajar dengan bidang miring,

yaitu gaya mg sin .

F = mg sin ......................................................(1.12)

Percepatan yang dialami oleh balok yang terletak pada bidang miring licin menjadi :

∑ Fx = ma…………………………………………………..…….(1.13)

dari persamaan (1.12) dan (1.13) diperoleh :

a = g sin ..........................................................(1.14)



17


Contoh soal 2

Sebuah balok ditempatkan pada bidang miring licin. Sudut kemiringan bidang dan horizontal

adalah 30o. Jika panjang bidang miring adalah 10 meter, tentukanlah waktu yang dibutuhkan

oleh benda tersebut saat tiba di ujung bidang miring! Penyelesaian

Diketahui: =30o, s = 10 meter

Percepatan yang dialami benda adalah

a = g sin

a = (10 ms-2) sin 30o

a = (10ms-2) (0,5)

a = 5ms-2

Waktu yang diperlukan oleh benda untuk sampai diujung bidang miring.

S =

10 = 5 −

10 = 2,5

= 4

t = 2 sekon

2. Gerak benda Yang Dihubungkan dengan Katrol

Perhatikan gambar (10)! Benda m1 dan m2 dihubungkan dengan seutas tali, dengan m1>m2.

Kemudian dihubungkan dengan sebuah katrol. Tali dianggap tidak ber massa dan katrol

dianggap licin.

Oleh karena m1>m2, benda m2 bergerak ke atas. Kedua benda

mempunyai nilai percepatan sama. Balok m1 bergerak ke bawah

sehingga untuk m1dengan arah ke bawah g berharga positif.

Tinjau benda :

g – T = a

T = g – a ……………………………(1.15) Tinjau benda :

T – g = a

T = g + a……………………………(1.16)



18


Anggap tidak ada gesekan antara tali dan katrol sehingga gaya tegangan di mana-mana

adalah sama. Dari persamaan (1.15) dan (1.16) akan diperoleh :

g – a = g + a

g – g = a + a

(-)g = ( +) a

= (−)( +) 1.17)

Jadi, percepatan yang dialami sistem memenuhi Persamaan (1.17).

Contoh soal 3

Dua balok

=2kg dan

= 5kg dihubungkan dengan katrol. Tidak ada gesekan antara m1

dan alasnya. Jika g =10m−, tentukanlah: (a). percepatan yang dialami oleh dan ; (b)

tegangan tali (T)!

Penyelesaian

Diketahui:

= 2kg

= 5kg

g = 10m −

a. Percepatan yang dialami m1 dan m2. Karena m2 > m1, diperoleh:

∑ = a

g –T = a

T = g - a…(*)

∑ = a

T = a…(**)

Substitusikan persamaan (*) ke (**)

a = g – a

a +

a =

g

( + )a = g

= ( ) = 5 10 −

(2 5) = 7.14m −

Jadi, percepatan yang dialami sistem adalah 7.14m −



19


b. Tegangan tali (T)

Tinjau benda :

g – T = a

T = g - a = (5kg) (10 m −

.) – (5kg) (7.14 m −

) = 14.3 N

Tinjau benda m1:

T = a = (2kg)( 7.14m −) = 14.3N

Jadi untuk menghitung gaya tegangan tali boleh ditinjau sebuah benda saja karena nilai kedua

acuan akan sama.

4. Gaya Kontak Antara Dua Benda

Dua benda = 2kg dan= 3kg seperti pada gambar disusun dan ditempatkan pada bidangdatar licin. Jika benda m1 didorong dengan gaya F= 10 N, besarnya gaya kontak antara benda

dan adalah F12 atau F21. Kedua sama besar, hanya berlawanan arah. Keduanyamerupakan gaya aksi-reaksi. Untuk lebih jelasnya, pelajari uraian berikut.

Tinjau sistem:

= = 10 (23) = 2 m −

Tinjau m1:

F – F21 = a

10N – F21 = (2 kg)( 2 m −)

F21 = 10N – 4N = 6N

Tinjau

: F12 =

a

= (3kg) (2 m −) = 6N

Jadi, kedua gaya tersebut besarnya sama, hanya berlawanan

arah sehingga dapat dikatakan: F21 = -F12



20


C Rangkuman

1. suatu benda dipengaruhi oleh gaya.

2. Menurut Hukum I Newton :

Jika resultan gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengannol, benda tersebut mungkin tetap diam atau bergerak lurus beraturan.

Dirumuskan: ∑

3. Menurut Hukum II Newton:

“Percepatan yang timbul pada sebuah benda karena pengaruh suatu gaya

yang bekerja pada benda, besarnya berbanding lurus dengan gaya dan

berbanding terbalik dengan massa benda”.

Dirumuskan:

=

∑

4. Perhatikan gambar di bawah ini! Benda m1 dan m2 dihubungkan dengan

seutas tali, dengan m1>m2. Kemudian dihubungkan dengan sebuah katrol.

Tali dianggap tidak ber massa dan katrol dianggap licin.

Oleh karena m1>m2, maka benda m2 bergerak ke atas dan m1 bergerak ke

bawah dengan nilai percepatan sama.

= ( )( )

5. Sebuah benda yang meluncur ke bawah pada bidang miring dengan sudut

kemiringan mempunyai percepatan a = g sin



21


d Latihan / Tugas

1.

Gaya 50 N digunakan untuk menarik benda10 kg sepanjang suatu meja datar.

Jika gaya gesekan 15 N yang menghambat gerak bekerja pada benda itu, hitung:a. resultan gaya benda itu.

b. Percepatan benda.

2. Dua buah benda m1 dan m2 tersusun seperti gambar di bawah ini, m1=1kg dan

m2=2kg. Jika massa tali dan massa katrol, diabaikan dan tidak ada gesekan antara tali

dan katrol, tentukan percepatan yang dialami oleh masing-masing benda! (g = 10ms-

2).

3.

Tiga benda masing-masing m1 = 1kg, m2 = 2kg, dan m3 = 3kg berada pada bidangdatar licin, dihubungkan dengan tali seperti pada gambar berikut. Kemudian, sistem

tersebut ditarik dengan gaya 24 N. Tentukanlah besarnya tegangan tali T1 dan T2!



22


4. Sebuah balok kecil bermassa m berada diam di atas sebuah bidang miring berbentuk

segitiga bermassa M yang juga diam di atas bidang horizontal (lihat gambar). Semua

permukaan dianggap licin. Tentukan:

a. Besar gaya F yang harus diberikan pada massa M agar balok m tidak bergerak dan

tetap berada di atas balok segitiga M. b.

Besar gaya F jika = 9 0° c.

Jika sekarang permukaan antara massa m dan bidang segitiga M memiliki

koefisien garis statis , Tentukan gaya F minimal agar massa m mulai bergerak.

(Penuntun: Balok m tidak bergerak terhadap bidang M jika aM=am =a dan untuk m

berlaku ∑ = 0)

5. Seseorang ber massa 50kg berada di dalam sebuah lift yang sedang bergerakdengan percepatan 5ms-2 ke bawah. Tentukanlah tekanan kaki orangterhadap alas lift! (g=10ms-2).

f Tes Mandiri

1. Sebuah gaya F diberikan pada benda ber massa m1 dan menghasilkan percepatan 3m/s2.

Gaya yang sama diberikan pada benda ber massa m2 dan menghasilkan percepatan 1m/s2.

(a) Berapakah nilai ratio m1/m2? (b) Jika m1 dan m2 digabung, berapakah percepatan

yang dihasilkan oleh gaya F?

2. Sebuah benda dengan massa 3 kg bergerak dengan kelajuan 10m/s dalam waktu 5s pada

suatu jalan lurus. Berapakah besar gaya yang mempercepat gerak benda ini?

3.

Sebuah benda bermassa 5kg (g = 9,8 ms-2) digantungkan dengan seutas tali, Tentukanlah

gaya tegangan tali pada saat itu sistem dalam keadaan diam.

m

F

M



23


4. Pada suatu saat gaya hambatan udara 250 N bekerja pada seorang penerjun payung. Jika

massa penerjun payung berikut payungnya 75 kg, berapa percepatan jatuh ke bawah yang

dialami penerjun pada saat itu?

5.

Sebuah lokomotif (kepala kereta api) yang bermassa 8000 kg mampu menarik gerbongyang bermassa 40.000 kg dengan percepatan tetap 1.2 /. Jika lokomotif digunakan

untuk menarik gerbong yang bermassa 16.000 kg, berapa percepatan yang dihasilkannya?



24


BAB III

EVALUASI

Jawabah pertanyaan dengan benar

Soal evaluasi

1. Sebuah gaya F yang dikerjakan pada benda bermassa m menghasilkan percepatan 4

/. Gaya yang sama jika dikerjakan pada benda kedua bermassa menghasilkan

percepatan 12 /

(a) Berapa nilai / ?

(b) Berapa percepatan yang dihasilkan F jika dan digabung?

2.

Sebuah mobil yang bermassa 1000 kg bergerak dari keadaan diam dengan percepatankonstan ke lajuan 10 m/s dalam waktu 5 menit pada suatu jalan lurus. Berapakah

besar gaya yang diperlukan untuk mempercepat mobil tersebut?

3. Dua buah benda m1 dan m2 tersusun seperti gambar di bawah ini, m1= 10kg dan m2=

12kg. Jika massa tali dan massa katrol, diabaikan dan koefisien gesekan kinetik antara

tali dan katrol, tentukan : (a) tegangan tali, (b) percepatan yang dialami oleh masing-

masing benda! (g = 10ms-2).

4. Seorang dengan massa 60 kg berada dalam lift yang sedang bergerak ke bawah

dengan percepatan 3 ms-2, desakan kaki orang pada lantai lift adalah?

5. Tentukan gaya yang dikerjakan A pada B

Dan gaya yang dikerjakan B pada tembok

(lihat gambar).

A

B

20 N



25


BAB IV

PENUTUP

A. TINDAK LANJUT

Jawablah semua tes tertulis dan jawablah pertanyaan pada diskusi kelompok. Kemudian

cocokan pada kunci jawaban. Apabila benar semua maka pemahaman anda 100 %.

Apabila salah satu, maka pemahaman Anda 80%, apabila salah dua, maka pemahaman

Anda 60%, Apabila salah tiga, maka pemahaman Anda 40%, apabila salah empat, maka

pemahaman Anda 20%, dan apabila salah semua, maka pemahaman Anda 0%. Apabila

anda mendapat hasil minimal 80% maka anda dinyatakan lulus dan dipersilahkan untuk

melajutkan modul berikutnya. Apabila mendapat hasil di bawah 80 %, mak anda diminta

untuk membaca dan memahami isi modul dan mengerjakan tes terulis lagi.

B. HARAPAN

Modul ini bukanlah satu-satunya bahan ajar untuk peserta didik. Untuk melengkapi

pengetahuan fisika tentang hukum newton maka disarankan untuk membaca buku teks

fisika. Semoga modul ini dapat menyajikan materi pelajaran secara menarik dan

menyenangkan, sehingga proses pembelajaran bisa berlangsung efektif dan efisien.



26


GLOSARIUM

ISTILAH KETERANGAN

Kelembaman.

Mempertahankan dalam keadaan semulabaik dalam keadaan bergerak maupundiam

Gaya Merupakan besaran vektor yangmempunyai nilai besar dan arah, misalnyaberat mempunyai nilai 10 m/dt2 arahnyamenuju kepusat bumi

Gaya Normal Gaya yang ditimbulkan oleh suatu benda

padasuatu bidang dan bidang memberikangaya reaksi yang besarnya sama denganberat benda yang arahnya tegak lurusbidang.

Percepatan Merupakan vektor yang dapatmenyebabkan kecepatan berubah seiringperubahan waktu

Massa Merupakan gaya yang disebabkan adanyatarikan bumi, sehingga arahnya menuju kepusatdan besarnya merupakan perkalianantara massa dan percepatan grafitasi.



27


DAFTAR PUSTAKA

Achmadi, Drs. Hainur Rasjid.2004. Kode fis.07 Hukum Newton.Jakarta : Departemen

Pendidikan

Nasional.

Gianoli, Douglas C. 1998. Fisika Edisi Lima Jilid1. Jakarta: Erlangga

Halliday, D., Resnick, R. 1994. Physics, terjemahan: Pantur Silaban dan Erwin Sucipto.

Jakarta:Erlangga.

Kanginan Marthen. 2013. FISIKA 1 untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Erlangga.

Seran Daton, Goris, dkk. 2007. Fisika Untuk SMA/MA kelas X .Jakarta : Grasindo



28


KUNCI JAWABAN

LATIHAN/TUGAS :

1. a. 35 N

b.

3.5 /

2. 3.33 /

3. 3 N dan 5,5 N

4. a. = ( ) tan

b. ∞

c. = ( ) i+coco−i

5. 250 N

TES MANDIRI :

1.

(a) 1/3

(b) 0,75 m/s2

2.

6N

3.

50 N dan 76 N

4. 6,67

5. 2,4

SOAL EVALUASI

1. a. 3/1 b. 3

2. 2000 N

3. a. 107 N b. 0,89 m/s

4. 420 N

5. = 20 = 20

modul hukum newton

Documents