Hukum gerak Newton

Hukum gerak Newton nyaéta tilu hukum fisika anu ngagambarkeun hubungan antara gaya anu nimpah hiji barang jeung gerak barang kasebut. Tilu hukum ieu munggaran dikumpulkeun ku Isaac Newton dina hasil gawéna Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, anu munggaran dipedalkeun dina tnggal 5 Juli 1687.  Hukum-hukum ieu ngawangun dasar pikeun mékanika klasik sarta Newton sorangan ngagunakeunana pikeun nerangkeun réa hasil gawé patali jeung gerak obyék fisik. Dina volume katilu tulisanana, Newton némbongkeun yén hukum-hukum gerak ieu, sabot digabungkeun jeung hukum gravitasi universal, bisa ngajelaskeun hukum Kepler ngeunaan gerak planét.

Hukum gerak Newton, babarengan jeung hukum gravitasi universal sarta téknik matematika kalkulus, ngajelaskeun sacara  kuantitatif fénomena fisika anu jembar kawas: gerak barang nu muter, gerak barang dina cairan, proyéktil, gerak dina widang doyong; gerak péndulum, pasang-surut, sarta orbit bulan jeung planét. Hukum kalanggenang (konservasi) moméntum, anu dimekarkeun ku Newton dumasar kana hukum kadua sarta katiluna, mangrupa hukum konservasi anu munggaran kapanggih.

Hukum Newton diuji coba sarta dipastikeun dina éksperimen sarta observasi salila 200 taun.

Hukum gerak Newton nu kahiji: hukum inersia
Ceuk hukum gerak Newton nu kahiji, hiji barang nu cicing bakal tetep cicing sarta hiji barang nu gerak bakal tetep gerak dina laju nu tetep dina hiji garis lempeng lamun heneuweuh gaya anu nimpah éta barang.

Dina notasi kalkulus, bisa dinyatakeun ku:

Sanajan hukum gerak Newton kahiji mangrupa kasus husus ti hukum gerak Newton kadua (tempo di handap), hukum kahiji ngécéskeun rangka rujukan di mana dua hukum gerak nu séjénna bisa dibuktikeun bener. Rangka rujukan ieu disebut rangka rujukan inersial atawa Galilean référénsi frame, sarta gerak kalawan laju nu konstan, nyaéta, tanpa percepetan (akselerasi).

Dina formal henteu resmi, Aristotle mikir yén barang baris cicing lamun maranéh ingkeun cicing, cicing sacara alami, sarta gerakan merlukeun hiji cukang lantaran. Normal lamun manéhna mikir kitu, alatan saban gerakan (kajaba objek celestial) anu diamati ku pengamat baris ngandeg alatan gesekan. Tapi téori Galiléo nyatakeun yén "Barang bergeral sacara alami kalawan kecepatan tetep, lamun diingkeun sorangan."

Leumpang ti Aristotle "Kaayaan alami barang nyaéta cicing" ka hukum kahiji Newton nyaéta penemuan anu penting sarta dina fisika. Dina kahirupan sapopoé, gaya gesek biasana ngabalukarkeun barang usik jadi anca sarta ngabawa ka kaayaan cicing. Newton ngécéskeun modél matematika anu hiji jalma bisa nurunkeun gerakan barang ti sabab dasar: gaya.

Hukum gerak kadua ti Newton: hukum gaya résultan
Hukum gerak kadua ti Newton nganyatakeun yén:

Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

Tingkat parobahan moméntum hiji barang proporsional jeung gaya résultan anu nimpah kana barang kasebut dina arah tujuan nu sarua.

Ku cara maké notasi perlambang modéren, Hukum kadua Newton bisa ditulis salaku persamaan diférensial véktor:

di mana:
   nyaéta véktor gaya
  nyaéta massa
  nyaéta véktor laju
  nyaéta waktu.

Kakalian massa jeung laju mangrupa moméntum obyék.

Lamun massa obyék dina persamaan diférensial ieu konstan maka persamaan dimaksud bisa dituliskeun minangka:

di mana:
 nyaéta akselerasi.

Dina kalimah lain, bisa dinyatakeun yén "akselerasi hiji obyék proporsional jeung gaya nu ditimpahkeun, sarta babanding tibalik jeung massa obyék".

Hukum gerak katilu Newton: hukum gaya lawan

Hukum gerak katilu Newton  nganyatakeun yén mangsa hiji barang migawé hiji gaya kana barang nu kadua mangka barang nu kadua kasebut migawé gaya nu sarua tapi arah tujuanana lalawanan jeung barang nu kahiji.

Jadi pikeun satiap gaya nu nimpah, aya gaya nu sarua sarta réaksina lalawanan.

Rujukan

Tempo ogé

Tumbu ka luar
 Science aid: Newton's laws of motion
 Newtonian Physics  - an on-line textbook
 Motion Mountain - an on-line textbook (see also Motion Mountain)
 Newtonian attraction for three Planets (Mathcad Application Server)
 Gravity - Newton's Law for Kids
Simulation on Newton's first law of motion
"Newton's Second Law" by Enrique Zeleny, The Wolfram Demonstrations Project.

Fisika