Hukum Newton III tentang Aksi-Reaksi

Prev : Diagram Benda Bebas

Dalam alam semesta, umumnya tiap obyek dipengaruhi oleh gaya. Sebagai contoh, benda yang letaknya saling berdekatan akan dipengaruhi oleh gaya grafitasi yang bersumber dari benda lawannya, walaupun pengaruhnya sangat kecil. Dalam skala mikroskopik, elektron dan proton saling dipengaruhi oleh gaya Coulomb.

Sekarang, kita tinjau suatu benda yang bergerak jatuh bebas. Dengan mengabaikan gesekan udara, maka kita dapat menggambarkan diagram benda bebasnya sebagai berikut

Diagram benda bebas yang kita gambarkan tampak sederhana, karena hanya satu gaya yang bekerja, yaitu gaya grafitasi (kita mengabaikan gaya gesek udara). Namun, bagaimana jika benda tersebut berada di tanah yang datar tanpa digerakkan?

Seperti yang telah kita ketahui, benda tersebut akan tetap diam. Namun, apakah itu berarti gaya grafitasi tidak bekerja? Tentu saja masih bekerja, jadi kita dapat gambarkan sebagai berikut.

Sayangnya, apa yang kita gambarkan di atas justru membuat seolah-olah hanya gaya grafitasi yang bekerja, sehingga berdasarkan diagram benda bebas di atas benda akan justru bergerak ke arah bawah, dan akhirnya tidak sesuai dengan apa yang kita amati. Apabila kita tinjau resultan gaya pada sumbu y, kita akan dapatkan

apabila arah ke bawah ditandai positif. Padahal, yang kita inginkan adalah resultan gaya sebesar nol, sehingga harus ada gaya lain yang bekerja dalam sistem ini. Kita sebut ini sebagai gaya normal (N). Gaya normal ini selalu memiliki arah yang berlawanan terhadap gaya grafitasi, atau gaya yang menggerakkan benda.

Dengan demikian, kita dapat memperoleh resultan gaya sebesar nol, dengan syarat bahwa

dimana tanda negatif menunjukkan bahwa gaya normal ini berlawanan arah dengan gaya grafitasi. Ini disebut sebagai hukum Newton III, yang menyatakan bahwa tiap gaya yang beraksi, selalu ada gaya yang bereaksi, atau gaya yang melawan dengan besar gaya yang sama. Postulat ini dikenal sebagai hukum aksi-reaksi.

Kasus serupa juga dapat kita temukan pada bandul. Ketika bandul diam, maka diagram benda bebasnya adalah

dimana T adalah tegangan tali, dan pada dasarnya sama seperti gaya normal N pada kasus sebelumnya.

Next : Usaha dan Energi