Hukum Newton Pertama

      Berabad-abad masalah gerak dan penyebabnya menjadi topik utama dalam filsafat alami (nama lama untuk fisika). Baru kemudian, dengan kemudian, dengan kemunculan Galileo dan Newton, di peroleh kemajuan yang nyata, Isaac Newton di lahirkan di inggris dalam tahun kematian Galileo adalah bangunan prinsip dari mekanika klasik. Beliau memberikan hasil dari ide Galileo dan pendahulunya yang lain kepada buah nyata yang di ungkapkan melalui ketiga hukumnya (pertama kali kemukakan dalam tahun 1686) dalam bukunya Philosophiae naturalis principhia mathematica, yang di kenal sebagai principhia.

Sebelum jaman Galileo, sebagian besar ahli filsafat berpendapat bahwa agar benda tetap bergerak perlu ada pengaruh luar atau ’’gaya. “menurut mereka keadaan alami benda adalah keadaan biang. Mereka yakin bahwa agar sebuah benda bergerak, misalnya sepanjang garis lurus dengan laju konstan, di perlukan suatu pengaruh luar yang medorong terus menerus, bila penggerak luar ini tidak ada, benda akan berhenti dengan sendirinya.

Jika gagasan ini akan di uji secara eksprimen, pertama-tama harus di cari cara untuk di bebaskan benda dari semua pengaruh lingkungannya maupun dari semua gaya. Hal ini sulit untuk di laksanakan, tetapi dalam beberapa hal tertentu gaya-gaya dapat di buat sangat kecil. Jika gerak kita pelajari dengan membuat gayanya terus semakin kecil, maka kita akan memperoleh gambaran bagai mana jadinya gerak tersebut bila gayanya betul-betul nol.

Misalkan benda uji, katakanlah sebuah balok, kita letakkan di atas bidang datar yang keras. Jika balok ini di luncurkan sepanjang bidang, lambat laung geraknya berkurang dan akhirnya berhenti sama sekali. Kenyataan inilah yang di gunakan orang untuk mendukung gagasan bahwa gerak akan berhenti bila gaya luang, dalam hal ini adalah gaya dorong awal oleh tangan, di tiadakan. Namun gagasan ini dapat kita banta dengan pengeluaran sebagai berikut : andaikan percobaan tersebut kita ulangi dengan menggunakan balok yang lebih halus dan bidang lebih licin dan di bubuhkan juga minyak pelumas di antaranya. Nampak bahwa pengurangan kecepatan terjadi lebih lambat dari pada tadi. Bila permukaan balok dan bidang di perhalus lagi dan pelumas yang di gunakan lebih baik, maka laju (rate) pengurangan kecepatan makin lambat dan balok meluncur semakin jauh sebelum akhirnya berhenti. Bila hal ini perluas (diekstrapolasikan) untuk keadaan benar-benar tampa gesekan untuk mengubah kecepatan gerak benda di butuhkan gaya luang tetapi untuk mempertahankan kecepatan tidak di butuh gaya luar sama sekali. Misalnya dalam percobaan tadi, dengan memberikan gaya pada balok untuk memulai gerakannya. Bidang kasar memberikan daya untuk memperlambatnya. Kedua gaya ini menghasilkan perubahan kecepatan, jadi juga menimbulkan percepatan.

Prinsip ini di angkat Newton sebagai yang pertama dari ketiga hukum geraknya. Newton mengungkapkan hukum pertamanya dengan kata-kata sebagai berikut

“setiap benda akan tetap berada dalam keadaan biang atau bergerak lurus beraturan kecuali jika ia di paksa untuk mengubah keadaan itu oleh gaya-gaya yang berpengaruh padanya”.

 Sesungguhnya titik Newton pertama ini memberikan peryantaan tetang kerang kacuan. Pada umumnya percepatan suatu benda bergantung kepada kerangka acuan mana ia di ukur. Hukum pertama menyatakan bahwa jika tidak ada benda lain di dekatnya (artinya tidak ada gaya yang bekerja, karena setiap gaya arus di kaitkan dengan gaya dalam lingkungannya) maka dapat dicari suatu keluarga kerangka acuan sehingga suatu partikel tidak mengalami percepatan. Kenyataan bahwa tanpa gaya luar suatu benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan sering dinyatakan dengan memberikan suatu sifat pada benda yang disebut inersia (kelembaman), karena itu hukum Newton pertama sering disebut hukum inersia dan kerangka acuan di mana hukum ini berlaku disebut kerangka inersial. Kerangka acuan ini sering dianggap diam terhadap bintang yang sangat jauh.

Hampir semua masalah dalam buku ini menggunakan hukum-hukum mekanika klasik menurut pandangan pengamat dalam kerangka acuan inersial. Masalah mekanika dapat juga dipecahkan dengan menggunakan kerangka acuan non-inersial, seperti misalnya kerangka yang berotasi terhadap bintang yang tetap, tetapi dalam hal ini kita harus memasukkan gaya-gaya yang tidak dapat dikaitkan dengan benda-benda dalam lingkungan. Masalah ini akan dibahas dalam pasal 6.11 dan 16. Kerangka acuan yang melekat pada bumi dapat dipandang sebagai kerangka acuan inersial untuk banyak keperluan praktis. Dalam pasal 16 akan kita lihat bagaimana ketelitian pendekatan ini.

Perhatikan bahwa tidak ada perbedaan hukum pertama bagi benda diam maupun yang bergerak dengan kecepatan konstan. Tanpa gya luar keduanya adalah “natural” (alamiah). Hal ini menjadi jelas jika sebuah benda yang diam pada salah satu kerangka inersial dilihat dari kerangka inersial kedua, yaitu kerangka yang bergerak dengan kecepatan tetap kerangka yang pertama. Pengamat dalam kerangka kedua melihat benda tersebut bergerak dengan kecepatan tetap. Kedua pengamat melihat bahwa benda tidak mengalami percepatan, tidak ada perubahan kecepatan. Dari hukum pertama keduanya berkesimpulan bahwa tidak ada gaya luar bekerja pada benda.

Tersirat juga dalam hukum pertama bahwa tidak ada perbedaan antara pengertian tidak ada gaya sama sekali dengan ada gaya-gaya yang resultanya nol. Sebagai contoh, misalkan buku ini kita dorong dengan tangan melawan gesekan yang bekerja padanya, maka buku akan bergerak dengan kecepatan tetap. Jadi bentuk lain pernyataan hukum pertama adalah: jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda, maka percepatannya a adalah nol.

Jika antara benda dan benda lain dalam lingkungannya ada interaksi, maka keadaan gerak “alami” benda dapat berubah. Untuk itu kita perlu memahami dahulu konsep gaya dengan baik.

Posted in: Tugas