Jika Kecepatan Suatu Benda Konstan, Apakah Gaya Totalnya Selalu Nol?


Kita tahu bahwa hukum kedua Newton biasanya ditulis sebagai berikut:



Nah.. jadi, jika ada percepatan maka ada gaya total (tidak nol); atau sebaliknya, ada gaya total maka percepatan juga ada (tidak nol).
kita juga tahu bahwa percepatan adalah perubahan kecepatan terhadap waktu, ditulis sebagai berikut

jika kecepatan konstan, maka percepatan a = 0; 

Pertanyaannya, jika a = 0, apakah gaya selalu nol?

Jawabannya: Belum Tentu!

Kamu mungkin keberatan dengan jawaban di atas, karena hukum kedua Newton secara matematis akan menghasilkan F = 0 jika kecepatannya konstan (a = 0).
Keberatan seperti ini tidak akan muncul jika kamu tahu bentuk asli hukum kedua Newton, bentuk umum hukum kedua Newton adalah sebagai berikut



gaya adalah perubahan momentum terhadap waktu.
momentum didefinisikan sebagai
 
(momentum merupakan perkalian massa dengan kecepatannya)

maka ekspresi hukum kedua Newton dapat ditulis sebagai berikut

 
dari kalkulus dasar, didapatkan



suku pertama ruas kanan persamaan tidak lain adalah bentuk ma yang umum kita jumpai. Namun jika dilihat dari suku kedua ruas kanan persamaan, suku tersebut merupakan kecepatan dikalikan dengan perubahan massa terhadap waktu, jadi jika kecepatan konstan (a = 0), gaya total yang bekerja pada benda tersebut belum tentu nol, karena perubahan massa benda tersebut belum tentu nol. Nah, untuk kasus ini, hukum kedua Newton dapat ditulis sebagai berikut


sekarang, apa contoh sistem yang kecepatannya konstan dan massanya berubah terhadap waktu? contohnya adalah  pada pasir yang dijatuhkan ke atas conveyor (ban berjalan) yang bergerak dengan kecepatan konstan.



nah, kelihatan bukan bahwa jika v konstan, F  tidak selalu sama dengan nol?
konsepnya: jika kecepatan sistem konstan dan massanya berubah terhadap waktu maka dibutuhkan suatu gaya total (konstan) untuk menggerakkan sistem tersebut. Coba pikirkan jika tidak ada gaya untuk mempertahankan sistem yang bergerak dengan kecepatan konstan namun massanya bertambah, sistem tersebut lama-kelamaan akan berhenti 'kan?

Lalu, kenapa hukum kedua Newton biasanya ditulis sebagai   ?
jawabannya adalah karena pada kebanyakan sistem, besaran yang berubah adalah kecepatannya, sedikit sekali sistem yang massanya berubah terhadap waktu seperti pada sistem  conveyor.




No comments :

Post a Comment

Silahkan Tulis Komentar Kamu :)