KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 HUKUM-HUKUM NEWTON TENTANG GERAK

GLOSARIUM

Dinamika	:	Cabang ilmu fisika yang membahas gerak benda dan penyebab terjadinya gerak benda tersebut
Gaya	:	Interaksi apapun baik berupa dorongan atau tarikan yang dapat menyebabkan sebuah benda mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi geometris
Gaya Berat	:	Gaya yang dimiliki setiap benda akibat pengaruh medan gravitasi yang arahnya selalu tegak lurus menuju pusat gravitasi.
Gaya Gesekan	:	Gaya yang timbul akibat kekasaran dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Komponen gaya gesek selalu sejajar dengan bidang sentuh dan arahnya selalu berlawanan dengan arah gerak benda.
Gaya Normal	:	Gaya yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan dan arahnya selalu tegak lurus terhadap bidang sentuh.
Gaya Tegangan Tali	:	Gaya teganan tali merupakan gaya yang bekerja pada tali yang menegang sebagai gaya aksi-reaksi.
Gerak	:	Perubahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan. Titik acuan sendiri dapat berupa titik awal posisi benda, titik tempat pengamat, atau suatu posisi lain yang dijadikan acuan. Oleh karena gerak bergantung terhadap titik acuan, maka gerak bersifat relatif.
GLB	:	Gerak suatu benda pada lintasan lurus, dengan kecepatan konstan (v=konstan)
GLBB	:	Gerak suatu benda pada lintasan lurus, dengan percepatan konstan (a=konstan)
Kecepatan	:	Besaran vektor yang menunjukkan perpindahan benda yang dilakukan dalam selang waktu tertentu.
Massa	:	Suatu sifat fisika dari suatu benda yang digunakan untuk menjelaskan berbagai perilaku objek yang terpantau.
Percepatan	:	Besaran vektor yang menunjukkan perubahan kecepatan yang terjadi pada selang waktu tertentu.
Perpindahan	:	Besaran vektor yang menunjukkan perubahan posisi terhadap titik acuan tertentu, yang ditinjau dari titik awal ke titik akhir benda.
Vektor	:	Suatu besaran dalam fisika yang memiliki nilai dan arah.

PETA KONSEP

PENDAHULUAN

A. Identitas Modul

Mata Pelajaran : Fisika

Kelas : X

Alokasi Waktu : 9 Jam Pelajaran (3 Pertemuan)

Judul Modul : Hukum Newton pada Gerak Lurus

B. Kompetensi Dasar

3.7 Menganalisis interaksi pada gaya serta hubungan antara gaya, massa dan gerak lurus benda serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

4.7 Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya terkait gaya serta hubungan gaya, massa dan percepatan dalam gerak lurus benda dengan menerapkan metode ilmiah

C. Deskripsi Singkat Materi

Peserta didik yang hebat, generasi masa depan “Indonesia Maju” semoga ananda semua selalu dalam keadaan sehat dalam lindungan Tuhan YME, jangan mudah mengeluh dalam berbagai keterbatasan. Buatlah keterbatasan yang ada menjadi peluang untuk dapat melakukan yang terbaik, sehingga ananda semua menjadi generasi yang tangguh dalam kondisi apapun yang senantiasa selalu mengharap petunjuk dan ridho dari Tuhan YME.

Pada modul kali ini membahas tentang Hukum Newton pada Gerak Lurus yang membahas tentang gerak dan penyebabnya yang terjadi pada lintasan lurus. Modul ini akan menjelaskan konsep dan Hukum-Hukum Newton tentang Gerak. Sebelum membahas materi pada modul ini, terdapat prasyarat utama yaitu ananda harus memahami konsep besaran-besaran pada kinematika translasi yang membahas tentang konsep gerak benda dengan kecepatan konstan (GLB) dan gerak benda dengan percepatan konstan (GLBB) yang terdapat pada modul KD. 3.4 sebelumnya. Dengan memahami isi secara utuh dalam modul ini, maka ananda akan mampu menjelaskan tentang bergeraknya sebuah benda yang merupakan pondasi awal dalam mempelajari fenomena Fisika secara lebih detail.

Pada modul ini penulis hanya membatasi pada Hukum-Hukum Newton yang terjadi pada Gerak Lurus. Diharapkan setelah mempelajari modul ini, menuntun ananda berimajinasi dalam proses penerapan Hukum-Hukum Newton pada gerak benda lainnya.

D. Petunjuk Penggunaan Modul

Agar modul dapat digunakan secara maksimal, maka peserta didik diharapkan melakukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Pelajari daftar isi serta skema peta konsep dengan cermat dan teliti.

2. Pahami setiap materi dengan membaca secara teliti dan perhatikan seksama. Apabila terdapat contoh soal, maka cobalah kerjakan kembali contoh tersebut tanpa melihat modul sebagai sarana berlatih.

KEGIATAN PEMBELAJARAN 1

HUKUM-HUKUM NEWTON TENTANG GERAK

A. Tujuan Pembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran ini diharapkan Ananda dapat:

1. menjelaskan hukum-hukum newton tentang gerak;

2. menentukan besaran-besaran fisika dalam Hukum Newton; dan

3. menyimpulkan hasil percobaan tentang Hukum Newton.

B. Uraian Materi

Gerak merupakan perubahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan. Titik acuan sendiri dapat berupa titik awal posisi benda, titik tempat pengamat, atau suatu posisi lain yang dijadikan acuan. Oleh karena gerak bergantung terhadap titik acuan, maka gerak bersifat relatif.

Secara sederhana, gerak dapat diartikan sebagai perubahan posisi. Ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak dengan memperhatikan aspek penyebabnya disebut dinamika. Pembahasan tentang dinamika akan berhubungan dengan gerak benda dan penyebabnya, dimana konsep hukum Newton tentang gerak akan menyertainya.

1. Hukum I Newton (Hukum Kelembaman)

Hukum I Newton sering disebut dengan Hukum Kelembaman/Inersia, dimana pada kasus ini tidak ada resultan gaya (∑ 𝐹) yang bekerja pada benda, sehingga benda tersebut cenderung untuk mempertahankan keadaan awal (inersia). Sehinga persamaan Hukum I Newton ditulis :

∑ 𝑭 = 0

“Jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada suatu benda, maka benda yang mula-mula diam akan terus diam, sedangkan benda yang mula-mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap sepanjang garis lurus”

Berdasarkan analisa konsep di atas, Hukum I Newton berlaku untuk benda :

· Benda yang diam (v = 0)

· Benda yang melakukan Gerak Lurus Beraturan GLB (v = konstan)

2. Hukum II Newton

Jika suatu benda diberi gaya (F) atau resultan gaya (∑ 𝐹) maka akan mempengaruhi besaran-besaran lain dalam fisika yaitu massa benda (m) dan percepatan (a) yang dialami benda, dimana dari analisa suatu percobaan dapat diperoleh hubungan

𝒂 ~ ∑ 𝑭 dan

Berdasarkan analisa di atas, persamaan Hukum II Newton dapat ditulis

“Percepatan (a) yang dihasilkan oleh resultan gaya (∑ 𝐹) yang bekerja pada suatu benda sebanding dan searah dengan resultan gaya tersebut, dan berbanding terbalik dengan massa benda (m)”

Berdasarkan analisa konsep di atas, dapat disimpulkan bahwa pada Hukum II Newton berlaku untuk benda yang mengalami Gerak Lurus Berubah Beraturan GLBB (a = konstan)

Contoh Soal :

Sebuah benda bermassa 20 kg berada di atas lantai datar yang licin. Apabila gaya sebesar 50 N bekerja pada benda dengan arah mendatar selama 4 sekon, tentukan :

a. Besar percepatan yang dialami benda (a)

b. Besar kecepatan benda saat t = 4 sekon (vB)

c. Perpindahan yang dialami benda setelah bergerak selama 4 sekon (ΔSAB)

Jawab

Diketahui

a. Menentukan besar percepatan benda (a)

Berlaku Hukum II Newton

Jadi Percepatan yang dialami benda tersebut setelah dikenai gaya F adalah

sebesar 2,5 m/s2

b. Menentukan kecepatan benda saat t = 4 sekon (vB)

Karena benda berlaku Hukum II Newton maka benda tersebut terjadi GLBB

𝑣𝑡 = 𝑣0 + 𝑎𝑡

𝑣𝐵 = 𝑣𝐴 + 𝑎𝑡

𝑣𝐵 = 0 +2,5 . 4

𝑣𝐵 = 10 𝑚/𝑠

Jadi, kecepatan yang dialami benda pada saat bergerak 4 s adalah 10 m/s

c. Perpindahan yang dialami benda selama 4 sekon (ΔSAB)

Karena benda berlaku Hukum II Newton maka benda tersebut terjadi GLBB

∆𝑆𝐴𝐵 = 20 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟Jadi perpindahan yang dialami benda setelah bergerak selama 4 sekon adalah sejauh 20 meter

3. Hukum III Newton

Perhatikan gambar berikut !

Seorang anak menarik pohon (memberikan gaya pada pohon) dengan menggunakan seutas tali

(F_aksi) maka tali tersebut akan meberi kan gaya (F_reaksi) yang sama besar, tetapi berlawanan arah.

∑ Faksi = -∑Freaksi

Setiap ada gaya aksi yang bekerja pada suatu benda, maka akan timbul gaya reaksi yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan.”

Sifat-sifat gaya aksi-reaksi adalah sama besar, terletak dalam satu garis kerja, berlawanan arah, dan bekerja pada dua benda yang berlainan.

C. Rangkuman

Gerak merupakan perubahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan. Titik acuan sendiri dapat berupa titik awal posisi benda, titik tempat pengamat atau suatu posisi lain yang dijadikan acuan. Oleh karena itu bergantung pada titik acuan, dan gerak bersifat relatif.
Hukum-hukum Newton tentang gerak benda (dalam hal ini benda yang bergerak lurus) terdiri atas :

a. Hukum I Newton ∑ 𝑭 = 0

Pada Hukum I Newton berlaku untuk benda yang diam (v = 0) dan benda yang bergerak lurus beraturan GLB (v = konstan)

b. Hukum II Newton ∑ 𝑭 = m . a

“Percepatan (a) yang dihasilkan oleh resultan gaya (∑ 𝐹) yang bekerja pada suatu benda sebanding dan searah dengan resultan gaya tersebut, dan berbanding terbalik dengan massa benda (m)”

Pada Hukum II Newton berlaku untuk benda yang mengalami Gerak Lurus Berubah Beraturan GLBB (a = konstan)

c. Hukum III Newton ∑ 𝐅𝐚𝐤𝐬𝐢 = − ∑ 𝐅𝐫𝐞𝐚𝐤𝐬𝐢

“Setiap ada gaya aksi yang bekerja pada suatu benda, maka akan timbul gaya reaksi yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan.”

Sifat-sifat gaya aksi-reaksi adalah sama besar, terletak dalam satu garis kerja, berlawanan arah, dan bekerja pada dua benda yang berlainan.

D. Penugasan Mandiri

Topik : Hukum I Newton

Tujuan : Untuk mengetahui kelembaman dan pengaruh gaya pada benda

Alat dan bahan:

1. Gelas 1 buah

2. Koin / Uang Logam 1 buah

3. Kertas 1 buah

Langkah Kerja

1. Perhatikan gambar berikut!

Susunlah gelas, kertas dan koin/uang logam seperti pada gambar di atas

2. Tariklah kertas tersebut secara perlahan-lahan dan amati apa yang terjadi

3. Susun kembali gelas, kertas dan koin/uang logam seperti gambar 1, kemudian tariklah kertas secara cepat, dan amati apa yang terjadi

4. Lakukan langkah kerja 2 dan 3 sebanyak tiga atau empat kali pengulangan dan selalu amati apa yang terjadi setiap percobaan

Pertanyaan :

1. Setelah melakukan percobaan secara berulang, isilah kolom pertanyaan berikut !

Perlakuan

Pengamatan Kejadian yang terjadi

Kertas ditarik secara perlahan-lahan

Kertas ditarik dengan cepat

2. Jelaskan dengan bahasa ananda tentang peristiwa dari percobaan di atas!

E. Latihan Soal

1. Sebuah Mobil bermassa 2000 kg bergerak lurus dengan kecepatan 72 km/jam. Mobil direm sehingga berhenti setelah menempuh jarak 50 m dari saat di rem. Tentukan Besar gaya pengereman yang bekerja pada mobil tersebut !

2. Perhatikan gambar berikut !

Balok A bermassa 1 kg dan balok B bermassa 2 kg, terletak di atas bidang licin dan di beri gaya F sebesar 6 Newton, seperti terlihat gambar di samping. Tentukan :

a. Percepatan yang dalami kedua balok tersebut setelah diberi gaya F

b. Kecepatan yang dimiliki kedua balok tersebut setelah bergerak selama 3 sekon

c. Gaya kontak antara balok A dan balok B

Pembahasan Latihan Soal

Perhatikan kejadian kasus

Sebelum menentukan gaya pengereman, ananda harus mencari nilai perlambatan (a) yang terjadi yang dialami mobil tersebut dengan menggunakan konsep GLBB yang di perlambat, diperoleh :

𝑣𝑡 ² = 𝑣0² + 2 𝑎 ∆𝑠

𝑣𝐵² = 𝑣𝐴² + 2 𝑎 ∆𝑠𝐴𝐵

0 = 20² + 2. 𝑎 .50

0 = 400 + 100. 𝑎

100. 𝑎=-400

𝑎 = −𝟒 𝒎/𝒔^𝟐 (Tanda negatif menandakan mengalami perlambatan)

Jadi, perlambatan yang dialami mobil tersebut akibat pengereman yang dilakukan adalah sebesar 4 m/s2

Menentukan gaya pengereman (F)

Akibat terjadi perlambatan dan berlaku Hukum II Newton, maka pada mobil tersebut mengalami gaya pengereman, dan dapat ditulis

∑𝐹 = 𝑚 . 𝑎

𝐹 = 2000 . 4

𝑭 = 𝟖𝟎𝟎𝟎 𝑵𝒆𝒘𝒕𝒐𝒏

Jadi, pada mobil tersebut terjadi gaya pengereman sebesar 8000 Newton.

2. Perhatikan uraian vektor yang bekerja pada benda pada gambar berikut ini

a. Menentukan percepatan (a) yang dialami kedua balok

Berlaku hukum II Newton

Jadi, percepatan yang dialami kedua balok tersebut setelah dieri gaya F adalah sebesar

2 m/s2

b. Menentukan kecepatan (vt) kedua balok tersebut pada saat t = 3 sekon

Karena pada kedua balok mengalami Hukum II Newton, maka pada sistem tersebut terjadi gerak benda dengan percepatan konstan (GLBB), sehingga dapat ditulis :

𝑣𝑡 = 𝑣0 + 𝑎. 𝑡

𝑣𝑡 = 0 + 2 . 3

𝑣𝑡 = 𝟔 𝒎/𝒔

Jadi, kecepatan kedua balok tersebut letika t = 3 sekon sebesar 6 m/s

c. Gaya kontak antara balok A dan balok B

Berdasarkan analisa dari gambar di atas, dapat disimpulkan bahwa gaya kontak antara kedua balok A dan B merupakan pasangan aksi dan reaksi (Hukum III Newton) yang memiliki nilai sama tetapi arah vektor nya berlawanan, sehingga dapat ditulis

NBA = -NAB = F = 6 Newton.

F. Penilaian Diri

Isilah pertanyaan pada tabel di bawah ini sesuai dengan yang kalian ketahui, berilah penilaian secara jujur, objektif, dan penuh tanggung jawab dengan memberi tanda pada kolom Jawaban.

No	Pertanyaan	Jawaban
No	Pertanyaan	Ya	Tidak
1	Apakah Ananda memahami konsep Hukum-Hukum Newton tentang Gerak ?
2	Apakah Ananda mengetahui dan memahami besaran- besaran fisika yang terlibat dalam Hukum-Hukum Newton?
3	Apakah Ananda tahu penggunaan Hukum-Hukum Newton berdasarkan peristiwa benda yang diam (v= 0), benda bergerak dengan kecepatan v konstan (GLB), dan benda yang bergerak dengan percepatan a konstan (GLBB)?
Jumlah

Catatan:

Jika ada jawaban “Tidak” maka segera lakukan review pembelajaran
Jika semua jawaban “Ya” maka Anda dapat melanjutkan kegiatan Pembelajaran berikutnya

Video Pembelajaran 1

LINK👉

HUKUM HUKUM NEWTON TENTANG GERAK - KEGIATAN PEMBELAJARAN 1

LINK 👉 PEMBAHASAN TUGAS MANDIRI DAN LATIHAN SOAL - KEGIATAN PEMBELAJARAN 1

MEDIA BELAJAR FISIKA "ONLINE" SMA N 1 PAMOTAN

Cari Blog Ini