Hukum Kedua Newton
Ketika gaya neto mendorong sebuah benda, benda tersebut mengalami percepatan — ia bergerak lebih cepat, melambat, atau berubah arah. Semakin besar gayanya, semakin besar percepatannya; semakin besar massa benda, semakin kecil percepatannya.
Rumus
F = m · a
- F — gaya (N): dorongan atau tarikan neto yang bekerja pada benda
- m — massa (kg): seberapa banyak materi yang dimiliki benda — ketahanannya terhadap percepatan
- a — percepatan (m/s²): seberapa cepat kecepatan benda berubah setiap detik
Contoh yang diselesaikan
Sebuah kereta bermassa 2 kg di atas lantai tanpa gesekan didorong dengan gaya tetap sebesar 8 N. Seberapa cepat kereta itu bertambah kecepatannya?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
Uji diri Anda
Dorongan 8 N yang sama kini bekerja pada kereta yang lebih berat, 4 kg. Berapa percepatannya?
- 4 m/s²
- Jawaban benar: 2 m/s²
- 32 m/s²
Benar! Menggandakan massa membuat percepatan menjadi setengahnya: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
Agar kereta 2 kg semula memiliki percepatan dua kali lipat (8 m/s²), gaya yang dibutuhkan adalah…
- Jawaban benar: 16 N
- 4 N
- 8 N
Tepat sekali — percepatan berbanding lurus dengan gaya: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
Di mana Anda melihatnya
Keranjang belanja kosong mudah didorong dan keranjang berisi bahan makanan sulit didorong — gaya yang sama, akselerasi lebih kecil, karena massa bertambah. Mesin mobil terasa lebih lemah saat menarik trailer karena alasan yang sama: gaya neto tetap mirip, tetapi massa gabungan jauh lebih besar.
Kesalahan umum
Kesalahpahaman umum adalah bahwa gaya diperlukan untuk menjaga sesuatu bergerak dengan kecepatan konstan — gaya hanya diperlukan untuk mengubah kecepatan, dan benda yang bergerak dengan gaya neto nol terus bergerak dengan kecepatan yang sama selamanya. Yang lain adalah memperlakukan F = ma sebagai “gaya menyebabkan kecepatan” bukannya “gaya menyebabkan akselerasi” — gaya besar pada massa besar masih dapat menghasilkan akselerasi yang sangat kecil.
Bagaimana ini terhubung
Ini dibangun langsung di atas jatuh bebas dan gerakan peluru, di mana gravitasi sudah mempercepat benda — hukum kedua Newton menjelaskan akselerasi itu sebagai F = ma, dengan F adalah berat benda. Ini mengarah pada hukum kekekalan momentum, yang benar-benar hukum kedua dan ketiga Newton diterapkan pada dua benda yang mendorong satu sama lain sekaligus.