Kuliah 5 Hukum Newton

SCE3105 Kuliah 5 Hukum-hukum Gerakan Newton

Tiga Hukum-hukum Gerakan Newton • Pada abad ke 19, seorang lelaki sedang duduk di bawah sebatang pokok sambi membaca buku. Tibatiba sebiji epal jatuh di atas kepalanya, maka dia mendapat satu petunjuk. • Nama lelaki ini adalah Isaac Newton. • Newton megukuhkan prnsip-prinsip asas dalam dinamik, kajian-kajian tentang daya dan gerakan. Ia dikenali sebagai Hukum-hukum Gerakan Newton

Arnold Strongman and Suzie Small pull on opposite ends of a rope in a tug of war. The greater force exerted on the rope is by 1. Arnold.

2. Suzie.

3. Neither. The force is the same.

Arnold Strongman and Suzie Small pull on opposite ends of a rope in a tug of war. The greater force exerted on the rope is by 1. Arnold.

2. Suzie.

3. Neither. The force is the same.

Two identical rubber bands connect masses A and B to a string over a frictionless pulley of negligible mass.

The amount of stretch is greater in the band that connects 1. A. 2. B. 3. Both the same.

Two identical rubber bands connect masses A and B to a string over a frictionless pulley of negligible mass.

The amount of stretch is greater in the band that connects 1. A. 2. B. 3. Both the same.

Hukum Gerakan Newton Pertama •

• • •

Hukum in menyatakan bahawa suatu objek dalam keadaan rehat akan kekal dalam keadaan rehat kecuali satu daya yang tidak seimbang bertindak ke atasnya.

Daya yang tidak seimbang ke atas objek akan mengubah halaju dan arah objek atau kedua-duanya.

Kecenderungan objek untuk melawan perubahan dari keadaan gerakannya dinamakan inersia.

Inersia objek adalah bergantung kepada jisimnya.

Kotak d atas bergerak dengan halaju seragam seperti ditunjukkan pada anah panah bewarna bir. Bila satu daya tak seimbang bertindak ke atasnya (anak panah ungu) di kenakan pada kotak itu apabila ia memecut (accelerate)

Jika daya tak seimbang dikenakan pada arah bertentangan, kotak akan menyahpecut (decelerate).

Fikirkan beberapa cara untuk menyatakan Hukum Newton Pertama (Hukum Inersia)?

http://marauder.millersville.edu/~jsoswald/1stlaw.html

• Jika tiada daya bertindak ke atas satu jasad, kita boleh mencari titik rujukan di mana jasad tidak mengalami pecutan (Halliday, Resnick, & Walker, Fundamentals of Physics, 5th Edition; p. 82)

• “Setiap objek terus berada dalam keadaan rehatnya, atau gerakan seragam dalam garis lurus Every object continues in its state of rest, kecuali ia di paksa mengubah keadaan itu oleh daya-daya yang bertindak ke atasnya." (Hewitt, Paul G., Conceptual Physics, Second Edition, p. 28)

• Halaju jasad bebas adalah seragam dalam satu masa tertentu. (David Layzer, Constructing the Universe, Scientific American Library)

How do other authors describe Newton’s First Law of Motion?

Aplikasi Hukum Inersia dalam pergerakan harian Memandu kereta – Kereta anda adalah dalam keadaan pegun.

Tiba-tiba anda menekan minyak dan memecut ke depan. Anda merasakan badan anda “tertolak ke belakang� ke arah kerusi.

Aplikasi Hukum Inersia dalam pergerakan harian Nyahpecutan (Decelerating) – Di “tolak ke hadapan” – Anda sedang bergerak dengan halaju seragam(laju seragam dalam garis lurus).

Tiba-tiba anda menekan brek. Anda merasakan badan anda “tertolak ke depan’ ke arah dashboard!

Inilah yang mungkin akan berlaku kepada penumpang kereta yang tidak memakai tali pinggang keledar apabila berlaku kemalangan jalan raya!

Aplikasi Hukum Inersia dalam pergerakan harian Pusingan - “Daya Emparan (Centrifugal Force)" – Anda mengelilingi satu selekoh pada laju seragam. Anda rasa tertarik ke arah luar selekoh.

Terangkan setiap situasi

Memandu Kereta – Kereta anda adalah dalam keadaan pegun.

Tiba-tiba anda menekan minyak dan memecut kedepan. Anda merasakan seolaholah “tertolak ke arah tempat duduk”.

• Bila anda dalam keadaan rehat, anda kekal rehat.

Bila kereta memecut ke hadapan, anda kekal kepada kedudukan asal.

Menyahpecut – Tertolak ke Hadapan – Anda bergerak dengan halaju seragam (lahu seragam dalam garis lurus). Tiba-tiba, anda menekan brek. Anda “tertolak ke hadapan” ke arah dashboard!

• Anda bergerak dengan halaju seragam. Anda kekal dalam halaju (bila kereta mengurangkan lajunya) sehingga sesuatu menghentikan anda.

Ini lah yang mungkin berlaku kepada seorang penumpang kereta yang tidak memakai tali pinggang keledar apabila berlaku kemalangan!

Pusingan - “Daya Emparan (Centrifugal Force)" – Anda bergerak mengelilingi selekoh(pada laju seragam). Anda merasa ditolak ke arah luar selekoh. • Anda bergerak dengan halaju seragam (laju seragam dalam satu garis lurus). Kereta berpusing, tetapi anda tidak (sebab Hukum Newton menyatakan halaju kekal sama kecuali satu daya yang tidak seimbang bertindak ke atas badan anda.

Perhatikan bahawa penerangan mengenai Hukum Newton Pertama adalah lebih mudah dan logik daripada penerangan yang melibatkan daya-daya yang pelik dan misteri yang tidak ada tindakan ke atas objek

Hukum Gerakan Newton Kedua

Hukum Gerakan Newton Kedua • Hukum ini menyatakan bahawa daya tidak seimbang yang dikenakan ke atas objek adalah berkadar terus dengan jisim dan pecutan objek. Maka persamaan adalah:

F = ma • Unit yang digunakan adalah newton.

HUKUM NEWTON KEDUA Satu daya paduan terhasil

Pecutan Berlaku

Pecutan berkadar terus Pecutan berkadar kepada magnitud daya terus songsang paduan kepada jisim objek

Hukum Newton Kedua menyatakan: Daya luar bersih F yang bertindak ke atas objek adalah berkadaran dengan jisim m dan pecutan F = ma atau a = F/m

Satu daya 1 Newton dikenakan ke atas satu jasad berjisim1 kilogram menghasilkan pecutan 1 m/s2.

Berapa banyakkah pecutan yang kamu dapat sekiranya anda mengenakan daya 3 N kepada satu jasad 1 kg?

Berapa banyakkah pecutan yang kamu dapat sekiranya anda mengenakan daya 1 N kepada satu jasad 3 kg?

Ilustrasi Hukum Newton Kedua

• Hukum Newton Kedua membolehkan kita membandingkan keputusan daya yang sama dikenakan pada objek-objek yang berlainan jisim.

Hukum Gerakan Newton Ketiga

Hukum Gerakan Newton Ketiga • Hukum ini menyatakan bahawa bila satu objek mengenakan daya ke atas satu objek yang kedua, objek kedua itu akan mengenakan daya yang sama ke atas objek pertama, tetapi pada arah bertentangan.

Orang pertama menolak orang kedua dengan daya 150 N. Walaupun orang kedua tidak bergerak, dia sebenarnya sedang menolak semula dengan daya 150 N. Jika tidak, dia akan jatuh

Cuba ini: Ajak kawan anda berdiri di atas dua kereta beroda. Duduk di atasnya, dan letakkan tapak tangan secara berhadapan seperti yang ditunjukkan pada rajah di atas. Tandakan tempat asal kedua-dua orang (ruang antara kereta roda). Cuba satu daripada kamu tolak orang yang satu lagi. Sejauh manakah kamu bergerak?

Adakah kedua-dua orang bergerak jarak yang sama walaupun hanya seorang saja yang menolak?

• Hukm Newton Ketiga boleh diilustrasikan dengan mengenal pasti pasangan daya yang terlibat dalam menyokong blok-blok itu di neraca spring.

Sekiranya blok-blok itu di sokong dan berada dalam keseimbangan, daya bersih pada sistem adalah kosong.

Kesemua daya-daya ini berlaku dalam pasangan Hukum Newton ketiga

Nellie Newton hangs motionless by one hand from a clothesline as shown—which is on the verge of breaking. Which side of the line is most likely to break?

1. Left side 2. Right side 3. 50/50 chance of either side breaking

Nellie Newton hangs motionless by one hand from a clothesline as shown—which is on the verge of breaking. Which side of the line is most likely to break?

1. Left side 2. Right side 3. 50/50 chance of either side breaking

When the ball at the end of the string swings to its lowest point, the string is cut by a sharp razor.

Which path will the ball then follow?

1.

2.

3.

When the ball at the end of the string swings to its lowest point, the string is cut by a sharp razor.

Which path will the ball then follow?

1.

2.

3.