5 contoh soal hukum newton 3 dan penyelesaiannya

Salam Hangat untuk Pembaca Setia Blog Decorvills.net

Hukum Newton 3 adalah salah satu prinsip dasar di dalam fisika yang menyatakan bahwa setiap tindakan menghasilkan reaksi yang sama besar tapi berlawanan arah. Prinsip ini seringkali dikenal dengan ungkapan “setiap tindakan memiliki reaksi yang sama dan berlawanan arah”. Dalam artikel kali ini, kami akan membahas 5 contoh soal hukum Newton 3 dan penyelesaiannya.

1. Soal 1: Bola Yang Dilempar dan Melempar Tangki Air

Contoh soal pertama yang akan kita bahas adalah seorang pemain bola yang melempar bola seberat 0,5 kg dengan kecepatan 20 m/s ke arah kanan. Tangki air dengan berat 100 kg berada di sebelah kiri pemain bola. Jika tangki air menerima tumbukan dari bola, maka apa kecepatan tangki air setelah tumbukan?Untuk menyelesaikan masalah ini, kita perlu mempertimbangkan bahwa tindakan yang dilakukan oleh pemain bola pada bola akan menyebabkan reaksi yang sama pada tangki air, tapi berlawanan arah. Oleh karena itu, kita dapat menyelesaikan masalah dengan menggunakan rumus hukum Newton 3:F1 = -F2Dimana F1 adalah gaya yang dihasilkan oleh bola, dan F2 adalah gaya yang dihasilkan oleh tangki air. Dalam kasus ini, kita dapat menghitung gaya yang dihasilkan oleh bola menggunakan rumus:F = m x aF = 0,5 kg x 20 m/s = 10 NDalam hal ini, reaksi yang dihasilkan oleh tangki air adalah -10 N karena arahnya berlawanan. Untuk mengetahui kecepatan tangki air setelah tumbukan, kita dapat menggunakan rumus:v = v0 + (F/m) x tv0 adalah kecepatan awal tangki air, yang di sini adalah 0. Kita juga dapat mengasumsikan bahwa tumbukan terjadi dalam waktu yang sangat singkat, sehingga kita dapat menganggap waktu tumbukan sebagai 0. Dengan demikian, kita dapat menyelesaikan masalah dengan rumus:v = 0 + (-10 N / 100 kg) x 0 = 0Dalam hal ini, tangki air akan tetap pada posisi awalnya setelah tumbukan.

2. Soal 2: Mobil dan Tembok

Contoh soal kedua adalah sebuah mobil dengan massa 1 ton yang melaju dengan kecepatan 10 m/s ke arah timur. Mobil kemudian menabrak tembok dengan massa yang sama dengan mobil. Apa kecepatan kedua benda setelah tumbukan?Dalam hal ini, kita dapat menggunakan rumus hukum Newton 3: F1 = -F2. Kita juga dapat menggunakan rumus momentum untuk menyelesaikan masalah ini:p = m x vDimana p adalah momentum, m adalah massa, dan v adalah kecepatan.Sebelum tumbukan, momentum mobil adalah:p1 = 1 ton x 10 m/s = 10 ton.m/sSaat tumbukan, momentum mobil dan tembok haruslah sama, sehingga dapat kita tuliskan:p1 = p21 ton x 10 m/s = 2 ton x v2v2 = 5 m/sDalam hal ini, kecepatan kedua benda setelah tumbukan adalah 5 m/s ke arah timur.

3. Soal 3: Kelereng dan Lantai

Contoh soal ketiga adalah sebuah kelereng yang dilempar ke arah lantai dengan kecepatan 5 m/s. Jika massa kelereng adalah 0,1 kg dan lantai memiliki koefisien gesekan kinetik sebesar 0,2, apa jarak kelereng setelah tumbukan dengan lantai?Dalam hal ini, kita dapat menggunakan rumus hukum Newton 3: F1 = -F2. Kita juga dapat menggunakan rumus energi kinetik untuk menyelesaikan masalah ini:Ek1 + Eg1 = Ek2 + Eg2Dimana Ek adalah energi kinetik dan Eg adalah energi potensial gravitasi.Sebelum tumbukan, energi kinetik kelereng adalah:Ek1 = 0,5 x 0,1 kg x (5 m/s)2 = 1,25 JSetelah tumbukan, energi kinetik kelereng menjadi nol karena kelereng berhenti. Oleh karena itu, energi kinetik pada akhirnya diserap oleh gesekan kinetik antara kelereng dan lantai. Kita dapat menghitung gaya gesekan kinetik menggunakan rumus:Fgk = μk x NDimana μk adalah koefisien gesekan kinetik, dan N adalah gaya normal. Dalam hal ini, N adalah gaya normal yang diberikan oleh lantai pada kelereng. Kita dapat menghitung N menggunakan rumus:N = m x gDimana m adalah massa kelereng, dan g adalah percepatan gravitasi.N = 0,1 kg x 9,8 m/s2 = 0,98 NKita dapat menghitung gaya gesekan kinetik sebagai berikut:Fgk = 0,2 x 0,98 N = 0,196 NKita dapat menghitung jarak kelereng setelah tumbukan dengan menghitung percepatan kelereng menggunakan rumus:a = Fgk / ma = 0,196 N / 0,1 kg = 1,96 m/s2Kita juga dapat menghitung waktu yang dibutuhkan untuk kelereng berhenti menggunakan rumus:v = a x tt = v / at = 5 m/s / 1,96 m/s2 = 2,5 sDalam hal ini, jarak kelereng setelah tumbukan dengan lantai adalah:S = v0t + 0,5at2S = 5 m/s x 2,5 s + 0,5 x 1,96 m/s2 x (2,5 s)2 = 18,75 m

4. Soal 4: Anak dan Ayah

Contoh soal keempat adalah seorang anak yang menarik ayahnya menggunakan tali yang diikatkan pada kereta dorong. Jika anak menarik ayah dengan gaya 20 N, maka berapakah gaya yang dihasilkan oleh ayah?Dalam hal ini, hukum Newton 3 berlaku: F1 = -F2. Oleh karena itu, gaya yang dihasilkan oleh ayah haruslah sama dengan gaya yang dihasilkan oleh anak, tapi berlawanan arah.Sehingga dapat kita tuliskan:F1 = -F220 N = -F2F2 = -20 NDalam hal ini, ayah menarik anak dengan gaya sebesar -20 N.

5. Soal 5: Pesawat dan Bumi

Contoh soal kelima adalah sebuah pesawat dengan massa 1000 kg yang sedang lepas landas dari landasan pacu dengan percepatan 5 m/s2. Berapa besar gaya dorong yang dihasilkan oleh mesin pesawat?Dalam hal ini, kita dapat menggunakan rumus hukum Newton 2: F = ma. Kita juga dapat menggunakan rumus energi kinetik untuk menyelesaikan masalah ini:Ek1 + Eg1 = Ek2 + Eg2Dimana Ek adalah energi kinetik dan Eg adalah energi potensial gravitasi.Sebelum lepas landas, energi kinetik pesawat adalah nol. Oleh karena itu, energi kinetik pada akhirnya berasal dari dorongan mesin. Kita dapat menghitung gaya dorong menggunakan rumus:F = m x aF = 1000 kg x 5 m/s2 = 5000 NDalam hal ini, besar gaya dorong yang dihasilkan oleh mesin pesawat adalah 5000 N.

FAQ Mengenai 5 Contoh Soal Hukum Newton 3 dan Penyelesaiannya

1. Apa itu hukum Newton 3?

Hukum Newton 3 adalah salah satu prinsip dasar di dalam fisika yang menyatakan bahwa setiap tindakan menghasilkan reaksi yang sama besar tapi berlawanan arah.

2. Bagaimana cara menyelesaikan masalah menggunakan hukum Newton 3?

Dalam menyelesaikan masalah menggunakan hukum Newton 3, kita perlu mempertimbangkan bahwa tindakan yang dilakukan oleh suatu benda pada benda lain akan menyebabkan reaksi yang sama pada benda lain, tapi berlawanan arah.

3. Apa manfaat mempelajari hukum Newton 3?

Dengan mempelajari hukum Newton 3, kita dapat memahami prinsip dasar di dalam fisika dan dapat menerapkan prinsip ini dalam menyelesaikan masalah di kehidupan sehari-hari.

4. Apa saja contoh soal hukum Newton 3?

Contoh soal hukum Newton 3 dapat berupa sebuah bola yang dilempar dan melempar tangki air, mobil dan tembok, kelereng dan lantai, anak dan ayah, atau pesawat dan bumi.

5. Bagaimana cara menyelesaikan soal hukum Newton 3 tentang kelereng dan lantai?

Untuk menyelesaikan soal hukum Newton 3 tentang kelereng dan lantai, kita dapat menggunakan rumus energi kinetik dan energi potensial gravitasi, serta rumus gaya gesekan kinetik dan percepatan benda.