Aplikasi Hukum Satu dan Dua Newton Dalam Kehidupan Mahasiswa

Ahmad Azhar Setyadi

S**** G***** University

BSD City, Indonesia

Abstrak

Hukum Newton adalah salah satu hukum utama yang mendasari prinsip-prinsip mekanika. Kebenaran dan keabsahan hukum ini telah dibuktikan oleh berbagai pengukuran maupun percobaan yang telah dilakukan oleh banyak ilmuwan di dunia dalam dua ratus tahun terakhir. Pendekatan yang berbeda akan coba digunakan untuk membahas dan mengaplikasikan hukum Newton tersebut melalui sudut pandang mahasiswa.

1. Pendahuluan

Hukum mekanika Newton pertama kali diperkenalkan oleh Isaac Newton melalui buku Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, atau biasa disingkat dengan Principia, yang diterbitkan pada tahun 1687. Di dalam buku ini dijelaskan tentang tiga hukum dasar gerak, yang nantinya menjadi dasar mekanika klasik. Mekanika statis, yang berpusat pada kesetimbangan benda tidak bergerak, merupakan penerapan hukum satu Newton. Sementara mekanika dinamis, dimana benda memiliki percepatan, didasarkan pada hukum dua Newton, aplikasi keduanya dalam dunia tehnik sudah tersebar luas dan dapat ditemui di berbagai tempat.

Selain di bidang mekanika, hukum Newton tersebut juga dapat digunakan untuk menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi dalam kehidupan. Beberapa contoh aplikasi tersebut, dengan fokus utama dalam kehidupan mahasiswa akan dibahas lebih lanjut pada bab 2 dan 3.

2. Hukum Satu Newton

Hukum satu Newton berbunyi:

“Sebuah partikel akan tetap pada kondisi diam atau bergerak dengan kelajuan konstan bila total besar gaya yang mengenai partikel tersebut seimbang.”

Misalkan pada suatu pertandingan tarik tambang, jika kedua tim saling menarik dengan besar gaya yang sama dimana gaya yang dihasilkan akan saling meniadakan, maka posisi tali akan tidak berubah atau diam. Pada dasarnya semua benda akan memiliki tendensi untuk mempertahankan posisi diam atau bergerak dengan kelajuan konstan ini, yang disebut kesetimbangan. Hukum ini dapat dirumuskan sebagai:

ΣF = 0

dimana F adalah gaya dalam N.

Bagaimana hubungan hukum tersebut dengan mahasiswa? Karena seorang mahasiswa tidak melakukan operasi dalam level kuantum, prinsip mekanika klasik dapat diberlakukan pada mahasiswa tersebut. Jika diasumsikan mahasiswa sebagai partikel, dimana semua gaya yang mempengaruhinya berada pada satu titik, dan diasumsikan pula sumbu x sebagai ‘mengerjakan tugas’ dan sumbu y sebagai ‘membersihkan kamar’ maka diagram benda bebas mahasiswa tersebut dapat digambarkan sebagai:

Fig.1 Diagram benda bebas mahasiswa

Fig.1 Diagram benda bebas mahasiswa

Dimana:

Fx1 = motivasi belajar, dinotasikan ke arah sumbu x  positif

Fx2 = keinginan bermain, dinotasikan ke arah sumbu x  negatif

Fy1 = motivasi membersihkan kamar, dinotasikan ke arah sumbu x  positif

Fy2 = keinginan jalan-jalan, dinotasikan ke arah sumbu x  negatif

Pada saat keempat gaya tersebut sama besar, dimana Fx1 = Fx2 = Fy1 = Fy2, maka dapat dituliskan:

ΣFx = Fx1 – Fx2 = 0

ΣFy = Fy1 – Fy2 = 0

dan dari hasil tersebut  dapat ditemukan:

ΣF = akar ( ΣFx2+ ΣFy2) = 0

Dari perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa sang mahasiswa akan mempertahankan posisi diam, bisa dengan tidur atau duduk-duduk saja. Kemungkinan kedua sang mahasiswa akan bergerak dengan kelajuan konstan, jika pada saat tersebut sang mahasiswa sedang menonton televisi atau browsing internet maka dia akan mempertahakan kelajuannya yakni menonton televisi atau browsing internet.

Hal ini menjelaskan perilaku mahasiswa dimana pada saat dirinya dihadapkan pada banyak tugas dan keinginan pada saat yang sama, akan ada tendensi bagi mahasiswa tersebut untuk justru tidur siang, duduk nongkrong-nongkrong, menonton televisi atau browsing internet tidak jelas, sesuai dengan hukum satu mekanika Newton.

3. Hukum Dua Newton

Tidak selamanya total besar gaya yang terjadi pada diri mahasiswa berjumlah 0. Seperti pada kondisi di atas, jika tiba-tiba sang mahasiswa mendapat pesan:

“Bikin tugas bareng yuk :)”

terutama jika pesan tersebut berasal dari gebetan atau pacar, atau jika sang mahasiswa bertemu dengan seorang dosen dan dosen tersebut bertanya:

“Progress anda yang kemarin sudah sampai mana?”

maka nilai Fx1 dapat berubah menjadi lebih besar dari Fx2 sehingga ΣF tidak lagi sama dengan nol. Dalam kondisi ini berlaku hukum dua Newton yang berbunyi:

“Percepatan yang dialami sebuah partikel berbanding lurus terhadap resultan gaya yang dikenakan terhadapnya dan bergerak searah dengan gaya tersebut.”

Misalkan pada contoh tarik tambang di atas, jika salah satu tim menarik tali dengan gaya lebih besar dibandingkan tim lawan, tali tersebut akan bergerak ke arah tim pemenang dengan percepatan sesuai dengan besar resultan gaya yang diberikan. Hukum ini dirumuskan sebagai:

 ΣF = m.a

dimana m adalah massa dalam kg dan a adalah percepatan dalam m/s2.

Pengamatan dilakukan pada kasus yang sama dengan bab 2, dimana sang mahasiswa dihadapkan dengan pilihan mengerjakan tugas atau bermain, namun dengan tambahan faktor gebetan/dosen makan diagram benda bebasnya dapat digambarkan sebagai:

Fig.2 Diagram benda bebas mahasiswa, sama seperti yang tadi

Fig.2 Diagram benda bebas mahasiswa, sama seperti yang tadi

Namun pada kasus ini Σ Fx1 > ΣFx2  sehingga resultan gaya yang dihasilkan akan memiliki suatu besaran dan searah sumbu x positif, maka mahasiswa tersebut akan bergerak ke arah sumbu x positif yakni mengerjakan tugas.

Tingkat kecepatan progress sang mahasiswa dapat dihitung dengan membalik persamaan hukum dua Newton menjadi

a = ΣF/m

dimana a adalah kecepatan progress mengerjakan tugas dan m adalah beban tugas tersebut.

Dari formulasi di atas dapat kita lihat, dengan tingkat motivasi yang konstan, walaupun akhirnya sang mahasiswa memilih untuk mengerjakan tugas namun kecepatan progress pengerjaan sebuah tugas akan berbanding terbalik dengan beban tugas tersebut.

Hal ini dapat dilihat pada fenomena seorang mahasiswa yang mengerjakan sebuah tugas, meskipun sudah memiliki motivasi, tetap pada akhirnya seolah-olah progress pengerjaan tugas tersebut tidak maju-maju. Salah satu faktor pemicunya bisa disebabkan besar gaya motivasi mahasiswa sangat kecil atau bahkan dapat dihiraukan bila dibandingkan dengan beban tugas tersebut sehingga progress tugas tersebut menjadi nggak maju-maju dan akhirnya nggak kelar-kelar tugas tersebut.

4. Diskusi

Dalam paper ini telah dijelaskan pengaruh dan contoh aplikasi hukum satu dan dua Newton terhadap kehidupan mahasiswa yang dapat disimpulkan ke dalam dua poin:

a. Bila dihadapkan pada tugas dan kewajiban yang bertumpuk, mahasiswa akan memiliki tendensi untuk justru tidur atau browsing internet nggak jelas, hal ini sesuai dengan hukum satu Newton.

b. Tingkat kecepatan progress pengerjaan sebuah tugas berbanding lurus dengan besarnya motivasi dan terbalik dengan beban tugas tersebut. Jadi jika ada suatu tugas yang nggak kelar-kelar, itu sebenarnya merupakan aplikasi dari hukum dua Newton.

Kekurangan dalam paper ini mencakup sedikitya jumlah data yang diambil dalam melakukan observasi dan terbatasnya ruang lingkup observasi tersebut. Di masa depan dapat ditingkatkan dengan cara memperluas cakupan observasi pengaplikasian hukum satu dan dua Newton serta penambahan aplikasi hukum tiga Newton untuk melengkapi  pembahasan aplikasi hukum dasar mekanika secara utuh dalam kehidupan mahasiswa.

5. Daftar Pustaka

Meriam, J.L. dan Kraige, L.G., 2010, Engineering Mechanics: Dynamics, United States of America, John Wiley and Sons, Inc.

“Axioms, or Laws of Motion.” http://gravitee.tripod.com/axioms.htm, diakses 13 Desember 2012.

About these ads

About Azhar
saintis durjana

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: