5 soal Hukum Newton I

5 soal beserta pembahasannya mengenai Hukum Newton I (Hukum Inersia).

Soal 1

Sebuah buku diletakkan di atas meja. Buku tersebut tetap diam. Berdasarkan Hukum Newton I, mengapa buku itu tidak bergerak?

Pembahasan:

Hukum Newton I menyatakan bahwa suatu benda akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan konstan jika tidak ada gaya luar yang bekerja padanya. Dalam kasus ini, buku tetap diam karena gaya-gaya yang bekerja padanya (gaya gravitasi ke bawah dan gaya normal dari meja ke atas) saling meniadakan, sehingga resultan gayanya adalah nol.

Soal 2

Sebuah mobil melaju di jalan lurus dengan kecepatan konstan 60 km/jam. Apakah resultan gaya yang bekerja pada mobil tersebut?

Pembahasan:

Menurut Hukum Newton I, jika suatu benda bergerak dengan kecepatan konstan (percepatan nol), maka resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. Ini berarti gaya dorong mesin seimbang dengan gaya-gaya gesek dan hambatan udara yang bekerja pada mobil.

Soal 3

Seorang penumpang yang berdiri di dalam bus tiba-tiba terdorong ke belakang ketika bus bergerak maju secara mendadak. Jelaskan fenomena ini menggunakan konsep inersia.

Pembahasan:

Fenomena ini adalah contoh nyata dari inersia. Inersia adalah kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan keadaan geraknya. Awalnya, penumpang dan bus sama-sama diam. Ketika bus bergerak maju, kaki penumpang ikut bergerak, tetapi tubuh bagian atas penumpang cenderung mempertahankan keadaan diamnya. Inilah yang menyebabkan penumpang terasa terdorong ke belakang.

Soal 4

Dua buah balok, satu dengan massa 2 kg dan satu lagi dengan massa 5 kg, diletakkan di atas permukaan es yang licin sempurna. Gaya horizontal yang sama diberikan pada kedua balok. Balok mana yang akan lebih sulit untuk diubah keadaannya (dari diam menjadi bergerak)?

Pembahasan:

Balok dengan massa yang lebih besar (5 kg) akan lebih sulit untuk diubah keadaannya. Hukum Newton I berkaitan dengan inersia, dan inersia suatu benda berbanding lurus dengan massanya. Semakin besar massa, semakin besar inersianya, sehingga semakin besar pula kecenderungannya untuk mempertahankan keadaan geraknya (diam atau bergerak dengan kecepatan konstan).

Soal 5

Sebuah satelit mengorbit bumi pada ketinggian konstan dengan kecepatan tetap. Apakah gaya total yang bekerja pada satelit tersebut?

Pembahasan:

Meski satelit bergerak dengan kecepatan tetap, ia terus-menerus mengubah arah geraknya untuk tetap berada dalam orbit melingkar. Perubahan arah ini berarti ada percepatan (disebut percepatan sentripetal). Berdasarkan Hukum Newton I, jika ada percepatan, maka ada gaya bersih (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut. Gaya ini adalah gaya gravitasi bumi yang menarik satelit ke pusat orbit. Oleh karena itu, resultan gaya yang bekerja pada satelit tidak sama dengan nol.