MEKANIKA KLASIK

Disusun Guna Memenuhi Tugas Mata Kuliah Bahasa Indonesia

Dosen Pengampu : Surahmat, S.Pd.

Oleh:

Laela Ulfa 4201413023

Rombel : 17

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2014

i

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

DAFTAR ISI ii

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Rumusan Masalah 1

1.3 Tujuan 1

1.4 Manfaat 1

BAB II PEMBAHASAN 3

2.1 Fisika Klasik 3

2.2 Mekanika Klasik dan Hukum Newton tentang Gerak 4

2.3 Hukum Pertama Newton 5

2.4 Hukum Kedua Newton 6

2.5 Hukum Ketiga Newton 7

2.6 Penerapan Hukum Newton 7

2.6.1 Penerapan Hukum Pertama Newton 7

2.6.2 Penerapan Hukum Kedua Newton 7

2.6.3 Penerapan Hukum Ketiga Newton 8

BAB III PENUTUP 9

3.1 Simpulan 9

3.2 Saran 9

DAFTAR PUSTAKA 10

ii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Fisika merupakan suatu ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang materi tak hidup di

alam semesta serta fenomena-fenomena alam di dalamnya. Fisika adalah ilmu yang terus

berkembang dari waktu ke waktu. Sejarah fisikapun menjadi suatu hal yang menarik untuk

dicermati. Namun, belum banyak orang yang tahu tentang Fisika. Orang-orang sebagian

besar berpikiran bahwa Fisika merupakan mata pelajaran yang sulit ketika mereka

mempelajari Fisika baik di SMP(Sekolah Menengah Pertama) atau SMA(Sekolah Menengah

Atas). Padahal, fenomena-fenomena yang ada di sekitar kita erat hubungannya dengan fisika.

Misalnya, fenomena gelombang pada air laut. Fisika merupakan ilmu yang memiliki banyak

cabang ilmu tetapi secara umum orang-orang tidak mengetahui dan memahami cabang ilmu

Fisika tersebut. Salah satunya adalah cabang ilmu Fisika mekanika tentang hukum Newton.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalah dari penyusunan makalah ini

adalah sebagai berikut

1. Apa yang dimaksud dengan mekanika klasik?

2. Bagaimana konsep dan penjelasan hukum pertama Newton, hukum kedua Newton, dan

hukum ketiga Newton?

3. Peristiwa apa saja yang ada dalam kehidupan kita sehari-hari yang berkaitan dengan

hukum Newton?

1.3 Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah di atas maka tujuan dari penyusunan makalah ini adalah

sebagai berikut

1. Mengetahui dan memahami pengertian mekanika klasik.

2. Mengetahui dan memahami mengenai hukum pertama Newton, hukum kedua Newton,

dan hukum ketiga Newton.

3. Mengetahui penerapan hukum Newton tentang gerak dalam kehidupan sehari-hari.

1.4 Manfaat

Manfaat dari penyusunan makalah ini adalah sebagai berikut

1

1. Memberikan pengetahuan tentang mekanika klasik.

2. Meningkatkan pengetahuan tentang hukum Newton tentang gerak yaitu hukum pertama

Newton, hukum kedua Newton, dan hukum ketiga Newton.

3. Meningkatkan pengetahuan penerapan hukum Newton tentang gerak dalam kehidupan

sehari-hari.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Fisika Klasik

Fisika klasik dikembangkan sebelum tahun 1900 yang kebanyakan mengacu kepada

mekanika Newton. Mekanika Newton dirumuskan oleh Isaac Newton pada abad ke

17 dan 18. Mekanika Newton dapat diterapkan untuk objek yang bergerak dengan kecepatan

dibawah kecepatan cahaya. Teori relativitas yang dirumuskan oleh Albert Einstein pada tahun

1904 digunakan untuk objek dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Newton juga

merumuskan teori gravitasi selain teori tentang gerak yang dapat menjelaskan fenomena

sehari-hari seperti benda jatuh dan lintasan pelanet. Namun teori gravitasi Newton gagal

untuk menjelaskan lintasan orbit planet merkurius yang ternyata tidak benar-benar elips.

Teori gravitasi Newton digantikan oleh teori relativitas Einstein tahun 1915. Sebuah teori

yang lengkap dan dapat menghimpun semua teori fisika saat ini. Ide dasarnya adalah

menyatukan semua interaksi yang ada di alam ini yaitu interaksi elektromagnet, interaksi

lemah, interaksi kuat, dan interaksi gravitasi. Interaksi elektromegnet berperan dalam

interaksi antar partikel bermuatan, misalnya elektron dan proton dalam atom. Interaksi lemah

berperan dalam peluruhan radioaktif dan interaksi kuat berperan mengikat neutron dan proton

dalam inti atom. Interaksi alam yang lain adalah interaksi gravitasi yang berperan dalam

membentuk galaksi, tata surya, dan bumi.

Mencari satu teori yang mampu mejelaskan segala sesuatu termasuk menjelaskan

bagaimana alam semesta ini diciptakan, bagaimana awalnya, dan bagaimana alam

semesta ini nanti berakhir menjadi obesesi terbesar umat manusia. Melalui fisika

kita dapat menyusun sejarah alam semesta dari ia dilahirkan hingga seperti

sekarang ini. Walau secara teori semua hukum fisika menuju ke satu teori tetapi secara

eksperimen belum dapat dibuktikan. Pembuktian itu terutama menggabung relativitas umum

ke dalam teori kuantum. Teori dan eksperimen harus saling mendukung dan melengkapi.

Ketika terjadi ketidakcocokan maka teori dapat dimodifikasi atau teori baru

diformulasikan. Model standar dalam fisika partikel ataupun dalam kosmologi

adalah cara memetakan fisika mutahir yang masih dapat dibuktikan dengan eksperimen.

Sampai saat ini model standar dalam fisika kuantum hanya sampai batas

pada karya penelitan Glashow, Weinberg, dan Salam yang menggabungkan

interaksi elektromagnetik dengan interaksi lemah.

3

2.2 Mekanika Klasik dan Hukum Newton tentang Gerak

Mekanika klasik Newton menganalisis gerak benda dengan memandangnya sebagai

benda titik (partikel). Teori klasik memandang meteri sebagai partikel bermassa sedangkan

gerak partikel bebas didefinisikan menurut energi E dan momentumnya P. Mekanika klasik

atau mekanika Newton adalah teori tentang gerak yang didasarkan pada konsep massa dan

gaya serta hukum-hukum yang menghubungkan konsep-konsep fisis ini dengan besaran

kinematika perpindahan, kecepatan, dan percepatan.

Semua gejala dalam mekanika klasik dapat digambarkan dengan menggunakan tiga

hukum sederhana yang dinamakan hukum Newton tentang gerak. Hukum Newton

menghubungkan percepatan sebuah benda dengan massanya dan gaya-gaya yang bekerja

padanya. Hukum Newton tentang gerak ada tiga yaitu hukum pertama Newton, hukum kedua

Newton, dan hukum ketiga Newton.

Kelembaman erat kaitannya dengan hukum Newton. Tokoh yang mengamati tentang

kelembaman adalah Galileo dan pengamatan itu dilakukan sebelum ada hukum Newton.

Galileo menurunkan pengertian percepatan sebagai laju perubahan kecepatan terhadap waktu

tetapi ia belum mengaitkan percepatan dengan gaya. Oleh karena itu, Galileo tidak mencapai

pengertian lengkap untuk kelembaman.

Pada tahun 1592, Galileo melihat ketika bola menggelinding di permukaan yang licin dan

rata, bola tersebut tidak akan berhenti karena tidak mengalami gesekan. Dengan kata lain,

kelembaman benda kekal ketika tidak ada gaya perintang.

Kesimpulan tersebut bertolak belakang dengan pendapat pengikut Aristoteles. Mereka

menyatakan bahwa kecepatan akan bertambah ketika tidak ada gaya perintang. Meskipun

tidak pernah memberi sepatah definisi kelembaman, ia mengatakan bahwa benda memiliki

“keengganan” terhadap perubahan, baik dalam posisi diam atau sedang bergerak.

Keengganan itu dipahaminya sebagai hasil perkalian antara berat dan kecepatan. Hal ini

memperlihatkan bahwa kelembaman adalah turunan impetus.

Masalah kelembaman tidak berhenti sampai kesimpulan yang diberikan Galileo. Descartes

menyumbang gagasan dengan mengatakan bahwa benda cenderung bergerak terus mengikuti

garis lurus. Ia menganggap gerak melingkar memerlukan gaya untuk diteruskan.

Kelembaman berkaitan dengan percepatan. Pada mulanya, impetus adalah pengertian

dinamika, sementara aspek kinematika yang seharusnya dijadikan dasar untuk dinamika

belum mengalami penyempurnaan. Pengertian percepatan sebagai perubahan kecepatan

dengan waktu memang belum jelas pada masa itu karena orang cenderung berpikir geometris.

4

Hal ini menyebabkan mereka lebih banyak menghubungkan kecepatan dengan jarak bukan

dengan waktu. Namun, setelah Galileo menyadari hubungan erat kecepatan dan waktu,

persamaan-persamaan kinematika segera dapat ditemukan. Galileo belum mengaitkan

keduanya dengan pengertian gaya.

Newton mengubah pengamatan para pendahulunya seperti Galileo, Kepler, dan Descartes

ke dalam dalam bentuk matematis yang terpadu. Karya-karya Newton pada abad ke-17

bertepatan dengan pesatnya kemajuan ilmiah di berbagai bidang. Abad ke-17 sering dijuluki

sebagai Revolusi Ilmiah dan Newton diakui oleh semua pihak sebagai raja Revolusi Ilmiah.

Newton tidak banyak menyodorkan fakta baru tetapi mengubah temuan pendahulunya ke

dalam sistem pemikiran yang lengkap dan menyeluruh. Newton tidak memberi gambaran

alam yang serba mekanis dalam bentuk kualitatif. Dia menawarkan definisi untuk gaya yang

sederhana dan berguna (F = ma). Fisika tidak hanya mengetahui gerak-gerak benda tetapi

juga penyebab gerakan yaitu gaya. Kegemilangan Newton terlihat pada teori gravitasinya saat

ia menyatukan perubahan di bumi dan langit ke dalam satu persamaan.

2.3 Hukum Pertama Newton

Hukum pertama Newton berbunyi sebuah benda tetap pada keadaan awalnya yang diam

atau bergerak dengan kecepatan yang sama kecuali ia dipengaruhi oleh suatu gaya yang tidak

seimbang atau gaya eksternal neto (F’neto = ∑F). Kecenderungan ini digambarkan dengan

mengatakan bahwa benda mempunyai kelembaman sehingga hukum pertama Newton disebut

juga hukum kelembaman. Hukum pertama Newton tidak membuat perbedaan antara benda

diam dan benda yang bergerak dengan kecepatan konstan. Sebuah benda sedang diam atau

bergerak dengan kecepatan konstan tergantung pada kerangka acuan dimana benda itu

diamati. Sebuah kerangka acuan di mana hukum pertama Newton berlaku dinamakan

kerangka acuan inersial.

Hukum pertama Newton juga berkaitan dengan pengamatan yang dilakukan oleh Galileo.

Sebelum Galileo, pada umumnya dipikirkan bahwa gaya seperti dorongan atau tarikan

diperlukan untuk mempertahankan benda agar terus bergerak dengan kecepatan konstan.

Galileo mempelajari gerakan dengan melakukan eksperimen dengan bola. Galileo

menggelindingkan bola naik dan turun bidang-bidang miring seperti gambar di bawah ini.

Gambar 2.3 Eksperimen Galileo

5

Galileo menemukan hasil eksperimen tersebut, hasilnya adalah jika sebuah bola

digelindingkan menuruni bidang miring, kelajuannya bertambah dengan jumlah yang sama

dalam selang waktu yang sama. Galileo menerangkan jika ia dapat mengeliminasi pengaruh

gesekan maka sebuah bola yang menggelinding pada bidang horizontal akan menggelinding

selamanya tanpa perubahan kelajuan. Newton menyatakan hasil ini sebagai hukumnya yang

pertama.

2.4 Hukum Kedua Newton

Hukum kedua Newton menyatakan bahwa percepatan sebuah benda berbanding terbalik

dengan massanya dan sebanding dengan gaya eksternal neto yang bekerja padanya:

a=Fnetom

atau

Fneto = ma

Gambar 2.4 Hukum Kedua Newton

Hukum pertama dan kedua Newton dapat dianggap sebagai definisi gaya. Gaya adalah

suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda mengubah kecepatannya.

Besarnya gaya adalah hasil kali massa benda dan besarnya percepatan yang dihasilkan gaya.

Definisi gaya ini sesuai dengan konsep intuitif kita tentang gaya sebagai suatu dorongan atau

tarikan seperti yang dilakukan otot kita.

Massa adalah sifat intrinsik sebuah benda yang mengukur resistansinya terhadap

percepatan. Jika gaya F dikerjakan pada benda bermassa m1 dan menghasilkan percepatan a1

maka:

F = m1a1

Jika gaya yang sama dikerjakan pada benda kedua yang massanya m2 dan menghasilkan

percepatan a2 maka:

F = m2a2

dengan menggabungkan persamaan-persamaan ini, kita dapatkan:

F = m1a1 = m2a2

6

2.5 Hukum Ketiga Newton

Hukum ketiga Newton berbunyi gaya-gaya yang terjadi selalu berpasangan. Jika benda X

memberikan gaya pada benda Y, gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan

diberikan oleh benda Y pada benda X. Hukum ketiga Newton kadang-kadang dinamakan

hukum interaksi atau hukum aksi reaksi. Hukum ini menggambarkan sifat penting dari

gaya, yaitu bahwa gaya-gaya selalu terjadi berpasangan.

Gambar 2.5 Hukum Ketiga Newton

Contoh dari hukum ketiga Newton adalah bumi mengerjakan gaya gravitasional Fg pada

sebuah benda proyektil yang menyebabkannya dipercepat ke bumi. Menurut hukum ketiga

Newton, proyektil mengerjakan gaya pada bumi yang sama besar dan berlawanan arahnya.

Jadi, proyektil mengerjakan gaya Fg’ = -Fg pada bumi ke arah proyektil. Jika gaya adalah

satu-satunya gaya yang bekerja pada bumi, bumi akan dipercepat ke proyektil. Karena bumi

memiliki massa yang sangat besar, percepatan yang dialami akibat gaya yang dihasilkan

proyektil ini sangat kecil dan tak teramati.

2.6 Penerapan Hukum Newton

2.6.1 Penerapan Hukum Pertama Newton

Penerapan hukum pertama Newton dalam kehidupan sehari-hari adalah:

1. Penumpang akan terasa terdorong ke depan saat mobil yang bergerak cepat direm

mendadak.

2. Koin yang berada di atas kertas dan kertas tersebut terletak di atas meja akan tetap di sana

saat kertas ditarik cepat.

3. Ayunan bandul sederhana.

4. Pemakaian roda gila pada mesin mobil.

2.6.2 Penerapan Hukum Kedua Newton

7

Hukum kedua Newton juga dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Aplikasi

atau penerapan hukum kedua Newton dalam kehidupan sehari-hari yaitu mobil yang melaju

di jalan raya akan mendapatkan percepatan yang sebanding dengan gaya dan berbanding

terbalik dengan massa mobil tersebut.

2.6.3 Penerapan Hukum Ketiga Newton

Penerapan hukum ketiga Newton adalah:

1. Adanya gaya gravitasi.

2. Peristiwa gaya magnet.

3. Gaya listrik.

8

BAB III

PENUTUP

3.1 Simpulan

1. Mekanika klasik atau mekanika Newton adalah teori tentang gerak yang didasarkan pada

konsep massa dan gaya serta hukum-hukum yang menghubungkan konsep-konsep fisis

ini dengan besaran kinematika perpindahan, kecepatan, dan percepatan.

2. Hukum pertama Newton berbunyi sebuah benda tetap pada keadaan awalnya yang diam

atau bergerak dengan kecepatan yang sama kecuali ia dipengaruhi oleh suatu gaya yang

tidak seimbang atau gaya eksternal neto (F’neto = ∑F). Hukum kedua Newton

menyatakan bahwa percepatan sebuah benda berbanding terbalik dengan massanya dan

sebanding dengan gaya eksternal neto yang bekerja padanya (F = ma) dan Hukum ketiga

Newton berbunyi gaya-gaya yang selalu terjadi berpasangan. Jika benda X memberikan

gaya pada benda Y, gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan diberikan oleh

benda Y pada benda X.

3. Penerapan hukum pertama Newton dalam kehidupan sehari-hari adalah penumpang akan

terasa terdorong ke depan saat mobil yang bergerak cepat direm mendadak, koin yang

berada di atas kertas dan kertas tersebut terletak di atas meja akan tetap di sana saat

kertas ditarik cepat, ayunan bandul sederhana, dan pemakaian roda gila pada mesin

mobil. Aplikasi atau penerapan hukum kedua Newton dalam kehidupan sehari-hari yaitu

mobil yang melaju di jalan raya akan mendapatkan percepatan yang sebanding dengan

gaya dan berbanding terbalik dengan massa mobil tersebut dan penerapan hukum ketiga

Newton adalah adanya gaya gravitasi, peristiwa gaya magnet, dan gaya listrik.

3.2 Saran

1. Masyarakat lebih peka terhadap penerapan-penerapan hukum Newton tentang gerak

dalam kehidupan sehari-hari agar ilmu pengetahuan yang diperoleh bertambah.

2. Pembahasan mengenai mekanika klasik di atas dapat ditambah lagi dari berbagai sumber

agar semakin jelas.

3. Pembaca kritis dalam membaca makalah ini dan menambah referensi lain agar ruang

lingkup pengetahuan menjadi luas.

9

DAFTAR PUSTAKA

http://danilearn.wordpress.com/fisika/fisika-modern-vs-fisika-klasik/ (9 September 2014).

Klinken, Van Gerry. 2004. Revolusi Fisika dari Alam Gaib ke Alam Nyata. Jakarta: Kepustakaan Populer Gramedia.

Tipler, Paul A. 1998. Fisika Terjemahan Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

http://www.slideshare.net/rezafadheli7/hukum-i-newton (9 September 2014).

http://www.unhas.ac.id/mkufisika/quantum/node3.html (9 September 2014).

10