Pernahkah kamu terpikirkan mengapa saat kamu mendorong dinding, dinding itu terasa "menolak" doronganmu? Atau bagaimana astronot di luar angkasa bisa bergerak maju mundur dengan mendorong sesuatu? Fenomena-fenomena sehari-hari ini, dan banyak lagi yang lebih rumit, dijelaskan dengan indah oleh salah satu hukum fisika paling fundamental: Hukum Newton III.
Bagi siswa kelas 8, fisika mungkin terasa sedikit menakutkan dengan istilah-istilahnya yang baru. Namun, Hukum Newton III sebenarnya sangat intuitif dan mudah dipahami jika kita melihatnya melalui contoh-contoh di sekitar kita. Artikel ini akan membawa kamu menyelami Hukum Newton III, menjelaskan konsepnya dengan detail, memberikan contoh-contoh menarik, serta latihan soal yang akan membantumu menguasainya.
Apa Itu Hukum Newton III?
Secara sederhana, Hukum Newton III menyatakan:
"Untuk setiap aksi, ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah."
Mari kita uraikan kalimat ini:
- "Untuk setiap aksi…": Ini berarti setiap kali ada satu benda yang memberikan gaya pada benda lain, pasti akan terjadi sesuatu sebagai responsnya. Tidak ada gaya yang terjadi sendirian.
- "…ada reaksi…": Gaya respons inilah yang kita sebut sebagai gaya reaksi.
- "…yang sama besar…": Besarnya gaya aksi dan gaya reaksi selalu sama persis. Jika kamu mendorong dinding dengan gaya 10 Newton, dinding itu juga akan mendorongmu kembali dengan gaya 10 Newton.
- "…dan berlawanan arah.": Arah gaya reaksi selalu berlawanan dengan arah gaya aksi. Jika kamu mendorong ke kanan, reaksi akan mendorong ke kiri.
Penting untuk diingat bahwa gaya aksi dan reaksi ini selalu bekerja pada dua benda yang berbeda. Ini adalah poin krusial yang seringkali membingungkan. Gaya aksi bekerja pada satu benda, dan gaya reaksi bekerja pada benda lain. Keduanya tidak pernah bekerja pada benda yang sama.
Analogi Sederhana untuk Memahami
Bayangkan kamu sedang berjabat tangan dengan temanmu.
- Aksi: Tanganmu mendorong tangan temanmu ke depan.
- Reaksi: Tangan temanmu mendorong tanganmu ke belakang dengan besar gaya yang sama.
Perhatikan, tanganmu mendorong tangan temanmu, dan tangan temanmu mendorong tanganmu. Kedua gaya bekerja pada benda yang berbeda (masing-masing tangan).
Contoh lain:
Ketika kamu melompat, kakimu mendorong tanah ke bawah (aksi). Sebagai balasannya, tanah mendorong kakimu ke atas dengan gaya yang sama besar dan berlawanan arah, sehingga kamu bisa terangkat ke udara (reaksi).
Hukum Newton III dalam Kehidupan Sehari-hari
Hukum Newton III tidak hanya ada di buku pelajaran, tapi aktif bekerja di sekeliling kita setiap saat.
-
Berjalan: Saat kita berjalan, kaki kita mendorong tanah ke belakang (aksi). Tanah kemudian mendorong kaki kita ke depan (reaksi), memungkinkan kita bergerak maju. Tanpa gaya reaksi dari tanah, kita tidak akan bisa berjalan.
-
Berenang: Perenang mendorong air ke belakang dengan tangannya (aksi). Air kemudian mendorong perenang ke depan (reaksi), membuatnya bergerak di dalam air.
-
Roket: Roket memuntahkan gas panas ke bawah dengan kecepatan tinggi (aksi). Gas panas ini memberikan gaya dorong ke atas pada roket (reaksi), yang memungkinkan roket meluncur ke luar angkasa.
-
Terbangnya Burung: Sayap burung mendorong udara ke bawah dan ke belakang (aksi). Udara kemudian mendorong sayap burung ke atas dan ke depan (reaksi), memungkinkan burung untuk terbang.
-
Menendang Bola: Ketika kamu menendang bola, kakimu memberikan gaya pada bola (aksi). Bola juga memberikan gaya pada kakimu (reaksi), yang mungkin membuat kakimu sedikit terasa sakit jika tendangannya kuat.
-
Kapal Laut: Balon kemudi kapal mendorong air ke belakang (aksi). Air mendorong kapal ke depan (reaksi).
Mengapa Gaya Aksi dan Reaksi Tidak Saling Menghilangkan?
Ini adalah pertanyaan yang sering muncul. Jika gaya aksi dan reaksi sama besar dan berlawanan arah, bukankah seharusnya mereka saling meniadakan dan tidak ada gerakan terjadi? Jawabannya terletak pada benda tempat gaya-gaya itu bekerja.
Ingat, gaya aksi bekerja pada satu benda, dan gaya reaksi bekerja pada benda lain.
- Misalnya, saat kamu mendorong dinding, gaya aksimu bekerja pada dinding. Gaya reaksimu bekerja pada dirimu sendiri.
- Gaya yang bekerja pada dinding menyebabkan dinding mungkin sedikit bergeser (jika tidak kokoh) atau tetap diam (jika sangat kokoh).
- Gaya yang bekerja pada dirimu menyebabkan kamu merasakan dorongan balik, dan jika dorongan itu cukup kuat, kamu bisa terdorong mundur.
Karena gaya-gaya ini bekerja pada benda yang berbeda, mereka tidak dapat saling meniadakan. Mereka berdua ada dan menyebabkan efek pada benda masing-masing.
Penerapan dalam Soal-Soal
Mari kita coba beberapa contoh soal yang biasa ditemui di kelas 8.
Contoh Soal 1:
Seorang anak mendorong tembok dengan gaya sebesar 50 N. Berapakah gaya reaksi yang diberikan tembok pada anak tersebut?
Analisis:
- Gaya aksi: Gaya yang diberikan anak pada tembok = 50 N.
- Menurut Hukum Newton III, gaya reaksi sama besar dan berlawanan arah.
- Gaya reaksi bekerja pada anak.
Jawaban:
Gaya reaksi yang diberikan tembok pada anak tersebut adalah sebesar 50 N, berlawanan arah dengan dorongan anak (yaitu, tembok mendorong anak ke arah berlawanan).
Contoh Soal 2:
Dua benda, A dan B, saling berinteraksi. Benda A memberikan gaya sebesar 20 N ke kanan pada benda B. Berapakah besar dan arah gaya yang diberikan benda B pada benda A?
Analisis:
- Gaya aksi: Gaya yang diberikan A pada B = 20 N ke kanan.
- Gaya reaksi akan sama besar dan berlawanan arah.
- Gaya reaksi bekerja pada A.
Jawaban:
Benda B memberikan gaya sebesar 20 N ke kiri pada benda A.
Contoh Soal 3:
Seorang pemain bola menendang bola dengan gaya 100 N. Bola memberikan gaya balik pada kaki pemain. Jika massa pemain jauh lebih besar daripada massa bola, manakah yang akan mengalami percepatan lebih besar?
Analisis:
- Gaya aksi (pemain ke bola) = 100 N.
- Gaya reaksi (bola ke pemain) = 100 N.
- Menurut Hukum Newton II (F = ma), percepatan (a) berbanding terbalik dengan massa (m) jika gaya (F) sama.
- Massa pemain >> Massa bola.
Jawaban:
Meskipun gaya aksi dan reaksi sama besar (100 N), karena massa pemain jauh lebih besar daripada massa bola, maka bola yang akan mengalami percepatan yang jauh lebih besar. Pemain akan merasakan gaya reaksi, tetapi karena massanya besar, percepatannya akan sangat kecil sehingga sulit terlihat.
Latihan Soal untuk Menguji Pemahaman
Sekarang, giliranmu untuk berlatih! Coba jawab soal-soal berikut:
- Jelaskan dengan kata-katamu sendiri Hukum Newton III. Berikan satu contoh dari kehidupan sehari-hari yang belum disebutkan dalam artikel ini.
- Seorang astronot di luar angkasa melempar sebuah kunci pas ke arah stasiun luar angkasa. Kunci pas memiliki massa 1 kg dan didorong dengan gaya 10 N. Berapakah gaya yang dialami stasiun luar angkasa akibat gaya reaksi dari kunci pas tersebut? Bagaimana arah gerak astronot jika ia melempar kunci pas ke arah berlawanan dari stasiun?
- Ketika kamu duduk di kursi, tubuhmu memberikan gaya ke bawah pada kursi. Jelaskan gaya reaksi yang terjadi dan mengapa kamu tidak jatuh menembus kursi.
- Dua balok, P dan Q, saling bersentuhan di atas permukaan datar. Balok P mendorong balok Q ke kanan dengan gaya 30 N.
a. Berapa besar gaya yang diberikan balok Q pada balok P?
b. Ke arah mana gaya tersebut bekerja?
c. Jika balok P memiliki massa 5 kg dan balok Q memiliki massa 2 kg, manakah yang akan mengalami percepatan lebih besar jika tidak ada gaya gesek? Jelaskan alasannya. - Mengapa pilot pesawat tempur menggunakan sabuk pengaman yang kuat? Hubungkan jawabanmu dengan Hukum Newton III.
Kesimpulan
Hukum Newton III adalah salah satu pilar dalam pemahaman kita tentang gerak. Konsep bahwa setiap gaya selalu datang berpasangan, dengan besar yang sama dan arah yang berlawanan, adalah kunci untuk menjelaskan berbagai fenomena mulai dari langkah kaki kita hingga peluncuran roket.
Memahami Hukum Newton III bukan hanya tentang menghafal rumus, tetapi juga tentang mengamati dunia di sekitar kita dengan lebih kritis dan melihat bagaimana prinsip-prinsip fisika bekerja tanpa henti. Teruslah berlatih dengan contoh-contoh dan soal-soal, dan kamu akan menemukan bahwa fisika, termasuk Hukum Newton III, sebenarnya sangat menarik dan mudah dipahami!