Fisika Terapan

1. HUKUM NEWTON DAN HUKUM KEKEKALAN ENERGI
Untuk Memenuhi Tugas Fisika Terapan
Dosen Pengampu : Sarwoko, AT, MT
Disusun Oleh : Tan Ali Al Ayubi
NIM : 21090112060026
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK PERKAPALAN
PROGAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2012

2. HUKUM NEWTON DAN KEKEKALAN ENERGI
1. HUKUM NEWTON
a. Hukum I Newton
Pernyataan hukum 1 newton adalah jika resultan gaya yang bekerja pada suatu
benda sama dengan nol, maka benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan
dengan kecepatan tetap. Hukum ini dapat dinyatakan dengan persamaan:
Hukum I Newton ini juga digunakan untuk menyatakan sifat kelembaman benda
dan juga menyatakan keadaan keseimbangan suatu benda.
b. Hukum II Newton
Pernyataan hukum II newton adalah percepatan yang dihasilkan oleh resultan
gaya pada suatu benda sebanding dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan
massa benda. Hukum ini dapat dinyatakan dengan persamaan:
Dengan: α = percepatan benda (m/s2); m = massa benda (kg)
Arah percepatan yang dihasilkan oleh suatu resultan gaya pada benda adalah sama
dengan arah resultan gaya tersebut.
c. Hukum III Newton
Pernyataan hukum III newton adalah jika benda pertama mengerjakan gaya pada
benda kedua, maka benda kedua akan gaya pada benda pertama yang besarnya sama,
tetapi arahnya berlawanan. Gaya-gaya pada hukum ini bisa desebut dengan gaya aksi-
reaksi.
Cirri-ciri gaya ini adalah sebagai berikut:
- Gaya aksi-reaksi selalu berpasangan dan terjadi bila dua benda berinteraksi
- Gaya aksi-reaksi bekerja pada benda dua yang berbeda
- Gaya aksi mempunyai nilai yang sama dengan gaya reaksi, tetapi keduanya saling
berlawanan.
Hukum III newton dapat dinyatakan denga persamaan:
∑ F = 0
α = ∑ F => ∑F = mα
Faksi = -Freaksi

3. Contoh Soal 1 :
Di tempat lif disediakan timbangan badan. saat lift dalam keadaan diam seseorang
menimbang badannya, didapatkan berat badan seseorang tersebut 500N. jika lift bergerak ke
atas denga percepatan 5 m/s2, maka berat orang tersebut menjadi…?
Pembahasan:
Pada saat lift diam maka:
∑F = 0
N – w = 0
N = w = 500N
Sehingga massa orang tersebut adalah:
M = 500N/10m/s2 = 50 kg
Pada lift bergerak ke atas (∑F = m.α)
∑F = m . α
N – w = m . α
N = mα + w
= (50kg) (5m/s2) + 500N
= 250N + 500N
= 750N
Jadi berat orang tersebut ketika lift bergerak ke atas adalah 750N
Contoh Soal 2 :
Benda A dan B dihubungkan dengan tali dan katrol yang massaya di abaikan. Antara tali
dengan katrol tidak ada gesekan. Diketahui; mA = 2 kg, mB = 3 kg, µB = 0,5 dan g = 10 m/s2.
Maka besar gaya tegngan tali (T) adalah…
Pembahasan:
mAg – fg = (mA = mB)α
mAg - µB mB g = (mA = mB)α
2 x 10 – 0,5 x 3 x 10 = (2 + 3) α
20 – 15 = 5α
5 = 5α
α = 1 m/s2
Tinjau benda mA :
mAg – T = m α
20 – T = 2 x 1
T = 18 newton
Jadi besarnya gaya tali (T) adalah 18 newton

4. 2. HUKUM KEKEKALAN ENERGI
Energi yang ada dalam diri kita terhubung dengan energi yang ada di alam semesta.
Dan merupakan sebuah rangkaian system energi yang saling mempengaruhi. Kita akan
merujuk sedikit ke hukum-hukum energi di ilmu fisika, untuk mengurai dan mengenali
bagaimana energi bekerja.
Dalam ilmu fisika, setiap system fisik (materi) mengandung atau menyimpan energi.
Dan untuk mengetahui besaran energinya, ada persamaan khusus, masing-masing persamaan
di desain untuk mengukur energi yang tersimpan secara khusus. Secara umum, adanya energi
diketahui oleh para peneliti atau pengamat melalui perubahan sifat objek atau system. Dan
tidak ada cara seragam untuk mengungkap energi.
Hukum Kekekalan Energi mengatakan “Energi tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan, energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya”. Hukum ini
diciptakan oleh James Prescott Joule, seorang ahli fisika Inggris yang namanya diabadikan
menjadi satuan energi.
Hukum ini juga berlaku dalam kehidupan manusia. Aktivitas yang kita lakukan setiap
hari merupakan perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Contohnya, saat kita
makan, kita mengubah energi kimia dari makanan menjadi energi yang kita gunakan untuk
bergerak dan berpikir. Energi yang kita berikan untuk perusahaan saat kita bekerja akan
ditukar menjadi energi potensial yang kita dapatkan dari perusahaan (income).
Contoh soal 1
Hitunglah kecepatan sebuah mangga ketika menyentuh tanah yang jatuh dari pohonnya
dengan ketinggian pohon 12 meter! (anggap gravitasi bumi, g=10 ms-2)
jawaban:
Jadi kecepatan mangga tersebut ketika menyentuh tanah adalah 15,49 m/s2
Contoh soal 2
Beda potensial di antara dua keping sejajar adalah 200 volt. Sebuah proton mula-mula terletak di
keping B. Jika medium di antara dua keping vakum, hitung kecepatan proton sebelum
menumbuk keing A.
2
22
2
11 mv
2
1
mghmv
2
1
mgh 
2
21 mv
2
1
00mgh 
gh22v
12102 2v
49,152v

5. Jawaban:
Penyelesaian:
Gambar 4.1.22
Dengan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik:
EpB + Ek1 = EpA + EkA
qVB + ½ mvB
2 =qVA + ½ mvA
2
½ m(vA
2 - vB
2) =q(VB - VA )
vA
2 - vB
2 = (VB - VA )
vA
2 - 0 =
vA
2 = 400×108
vA = 2,0×105 m/s
Jadi, kecepatan proton sebelum menumbuk keping A adalah 2,0×105 m/s.