Kalkulator Hukum Kedua Newton: F = ma
Hukum Kedua Newton menyatakan bahawa daya bersih yang bertindak ke atas objek adalah sama dengan hasil darab jisim objek dengan pecutannya: F = m × a. Semakin besar daya atau semakin kecil jisim, semakin besar pecutan yang dihasilkan.
Apakah Hukum Kedua Newton?
Hukum Kedua Newton ialah tunjang fizik klasik yang menghubungkan tiga kuantiti asas: daya, jisim, dan pecutan. Dicipta oleh Sir Isaac Newton pada tahun 1687 dalam karyanya Principia Mathematica, hukum ini menjadi asas kepada mekanik Newton yang digunakan sehingga ke hari ini.
Hukum ini menyatakan: daya bersih yang bertindak ke atas sesuatu objek adalah berkadar terus dengan pecutannya dan berkadar songsang dengan jisimnya.
Formula F = ma
F = m × a
Di mana:
- F = Daya (Newton, N)
- m = Jisim (kilogram, kg)
- a = Pecutan (meter per saat kuasa dua, m/s²)
Formula ini boleh disusun semula:
- Jika mencari pecutan: a = F ÷ m
- Jika mencari jisim: m = F ÷ a
Contoh Pengiraan
Soalan: Sebuah kereta berjisim 1,000 kg mengalami daya enjin 3,000 N. Berapakah pecutannya?
Penyelesaian: a = F ÷ m = 3,000 ÷ 1,000 = 3 m/s²
Aplikasi dalam Kehidupan Sebenar
Hukum Kedua Newton terpakai dalam banyak situasi:
- Sukan: Pelari pecut menggunakan daya yang lebih besar terhadap jisim badan untuk memperoleh pecutan maksimum.
- Automotif: Jurutera mengira daya yang diperlukan untuk mempercepatkan kenderaan pada kadar tertentu.
- Angkasa lepas: Roket menghasilkan daya tujah besar untuk mengatasi graviti bumi (F = mg).
- Pembinaan: Mengira beban dan daya yang bertindak ke atas struktur.
Berat vs Jisim
Berat dan jisim sering dikelirukan. Jisim adalah tetap di mana-mana, tetapi berat bergantung kepada pecutan graviti. Di bulan (g ≈ 1.62 m/s²), seseorang berjisim 70 kg hanya mempunyai berat 70 × 1.62 = 113.4 N, berbanding 686.7 N di bumi.
| Jisim (kg) | Pecutan (m/s²) | Daya (N) |
|---|---|---|
| 1 | 9.81 | 9.81 |
| 5 | 9.81 | 49.05 |
| 10 | 9.81 | 98.1 |
| 10 | 5 | 50 |
| 20 | 3 | 60 |
| 50 | 2 | 100 |
| 70 | 9.81 | 686.7 |
| 1000 | 9.81 | 9810 |
Soalan Lazim
A Hukum Kedua Newton menyatakan bahawa daya bersih yang bertindak ke atas objek adalah sama dengan hasil darab jisim objek dengan pecutannya: F = m × a. Semakin besar daya atau semakin kecil jisim, semakin besar pecutan yang dihasilkan.
A Unit daya dalam sistem SI ialah Newton (N), sempena nama Sir Isaac Newton. 1 Newton didefinisikan sebagai daya yang diperlukan untuk memberikan pecutan 1 m/s² kepada objek berjisim 1 kg.
A Berat adalah contoh aplikasi Hukum Kedua Newton. Berat = jisim × pecutan graviti (g ≈ 9.81 m/s²). Seseorang berjisim 70 kg mempunyai berat 70 × 9.81 = 686.7 Newton di permukaan bumi.
A Hukum Pertama: objek dalam keadaan pegun atau bergerak seragam akan kekal begitu melainkan dikenakan daya luar. Hukum Kedua: F = ma, daya berkadar dengan pecutan. Hukum Ketiga: setiap tindakan mempunyai tindak balas yang sama besar tetapi bertentangan arah.