Hukum ketiga Newton: penjelasan, aplikasi, eksperimen, dan latihan
Hukum ketiga Newton, juga disebut hukum aksi dan reaksi menyatakan bahwa ketika satu objek memberikan gaya pada yang lain, yang terakhir juga memberikan pada yang sebelumnya kekuatan yang sama besarnya dan arah serta arah yang berlawanan.
Isaac Newton membuat tiga hukumnya dikenal pada tahun 1686 dalam bukunya Philosophiae Naturalis Principia Mathematica atau Prinsip-prinsip Matematika dari Philosophy Alam.
Jadi gerakan yang terjadi selanjutnya adalah pemisahan kedua skater ke arah yang berlawanan. Pada prinsipnya, para skater beristirahat di tengah lintasan. Masing-masing memberikan gaya pada yang lain yang memberikan akselerasi saat tangan bersentuhan dan tahan lama.
Setelah itu, skaters bergerak menjauh dari satu sama lain dengan gerakan bujursangkar seragam, karena kekuatan yang tidak seimbang tidak lagi bertindak. Kecepatan setiap skater akan berbeda jika massa mereka juga berbeda.
Latihan yang ditentukan
Untuk memecahkan masalah di mana hukum Newton harus diterapkan, perlu untuk hati-hati menarik gaya yang bekerja pada objek. Gambar ini disebut "diagram benda bebas" atau "diagram benda terisolasi". Diagram ini seharusnya tidak menunjukkan kekuatan yang diberikan benda pada benda lain.
Jika ada lebih dari satu objek yang terlibat dalam masalah, perlu untuk menggambar diagram benda bebas untuk masing-masing objek, mengingat bahwa aksi-reaksi pasangan bertindak pada tubuh yang berbeda.
1- Para skater dari bagian sebelumnya memiliki massa masing-masing m 1 = 50 kg dan m 2 = 80 kg. Mereka saling mendorong dengan kekuatan konstan 200 N. Daya dorong berlangsung selama 0, 40 detik. Temukan:
a) Akselerasi yang diperoleh setiap skater berkat dorongan itu.
b) Kecepatan masing-masing ketika mereka terpisah
Solusi
a) Ambil sebagai arah positif horisontal arah yang bergerak dari kiri ke kanan. Menerapkan hukum kedua Newton dengan nilai-nilai yang diberikan oleh pernyataan yang kita miliki:
Untuk skater kedua:
b) Untuk menghitung kecepatan yang mereka ambil hanya untuk memisahkan persamaan kinematik dari gerak bujursangkar dipercepat seragam digunakan:
Kecepatan awal adalah 0, karena mereka diam di tengah trek:
v f = at
v f1 = a 1 t = -4 m / s2. 0, 40 s = -1, 6 m / s
v f2 = a 2 t = +2, 5 m / s2. 0, 40 dt = +1 m / dt
Hasil
Seperti yang diharapkan, orang 1 menjadi lebih ringan memperoleh akselerasi yang lebih besar dan karenanya kecepatan yang lebih besar. Sekarang perhatikan hal berikut tentang produk adonan dengan kecepatan setiap skater:
m 1 v 1 = 50 kg. (-1, 6 m / s) = - 80 kg.m / s
m 2 v 2 = 80 kg. 1 m / s = +80 kg.m / s
Jumlah kedua produk adalah 0. Produk massa dengan kecepatan disebut jumlah gerakan P. Ini adalah vektor dengan arah dan rasa kecepatan yang sama. Ketika skater beristirahat dan tangan mereka bersentuhan, dapat diasumsikan bahwa mereka membentuk objek yang sama dengan jumlah gerakan:
P o = (m 1 + m 2 ) v o = 0
Setelah push selesai, jumlah gerakan dari sistem skaters masih 0. Oleh karena itu jumlah gerakan dipertahankan.
Contoh hukum ketiga Newton dalam kehidupan sehari-hari
Berjalan
Berjalan adalah salah satu tindakan harian yang dapat dilakukan. Jika diamati dengan seksama, tindakan berjalan membutuhkan mendorong kaki ke tanah, sehingga menghasilkan kekuatan yang sama dan berlawanan di kaki pejalan kaki.
Justru kekuatan itulah yang memungkinkan orang untuk berjalan. Dalam penerbangan, burung-burung mengerahkan kekuatan di udara dan udara mendorong sayap sehingga burung didorong ke depan.
Pergerakan mobil
Di dalam mobil, roda mengerahkan tenaga di trotoar. Berkat reaksi trotoar, ini mengerahkan tenaga ban yang mendorong mobil maju.
Olah raga
Dalam latihan olahraga, kekuatan aksi dan reaksi sangat banyak dan memiliki partisipasi yang sangat aktif.
Sebagai contoh, mari kita lihat atlet dengan kakinya bersandar pada blok starter. Balok memberikan kekuatan normal sebagai reaksi terhadap dorongan yang diberikan atlet kepadanya. Hasil dari normal dan berat pelari ini, menghasilkan gaya horizontal yang memungkinkan atlet untuk maju.
Selang api
Contoh lain di mana hukum ketiga Newton hadir adalah petugas pemadam kebakaran memegang selang api. Ujung selang besar ini memiliki pegangan pada nosel yang harus dipegang petugas pemadam kebakaran ketika jet air keluar, untuk menghindari recoil yang terjadi ketika air keluar dengan kecepatan penuh.
Untuk alasan yang sama, lebih mudah untuk mengikat kapal ke dermaga sebelum meninggalkannya, karena ketika mengemudi untuk mencapai dermaga, perahu diberi kekuatan yang membuatnya menjauh darinya.
