Menghitung Gaya dengan Hukum Newton II

KOMPAS.com - Gaya pada suatu benda secara umum dapat ditentukan dengan mengalikan massa dan percepatan.

Adapun percepatan benda yang bergerak lurus dapat diperoleh dengan konsep Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

Berikut ini adalah contoh soal beserta pembahasannya dalam menentukan gaya suatu benda dan hubungannya dengan GLBB.

Soal dan Pembahasan

Sebutir peluru dengan massa 25 g ditembakkan dengan kecepatan 200 m/s. Kemudian peluru menembus kayu sedalam 20 cm. Tentukan gaya rata-rata untuk menghentikan peluru tersebut!

Hukum Newton II berbunyi, “Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda”.

Bentuk umum dari persamaan hukum Newton II adalah:

∑F = ma

Percepatan benda pada contoh soal di atas dapat ditentukan dengan konsep GLBB.

Persamaan umum pada GLBB adalah:

Sekarang mari kita selesaikan permasalahan pada soal di atas.

Diketahui

- Massa peluru (m) = 25 g = 0,25 kg
- Kecepatan awal (v0) = 200 m/s
- Jarak peluru menembus kayu (s) = 20 cm = 0,2 m
- Kecepatan akhir (vt) = 0

Ditanyakan

Gaya rata-rata untuk menghentikan peluru (F).

Penyelesaian

Menentukan percepatan peluru berdasarkan persamaan GLBB

Vt² = V0² - 2as → negatif karena benda mengalami perlambatan
0² = 200² - (2)(a)(0,2)
0 = 40000 - 0,4a
0,4a = 40000
a = 100000 m/s²

Menentukan gaya berdasarkan hukum Newton II

F = ma
F = (0,025)(100000)
F = 2500 N

Sehingga gaya rata-rata untuk menghentikan peluru tersebut adalah 2500 N.

(Sumber: Kompas.com/[Risya Fauziyyah] I Editor: [Rigel Raimarda])