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.
Cara Kira Hukum Kedua Newton
Hukum Kedua Newton dikira dengan mendarab jisim objek (dalam kilogram) dengan pecutan yang dikenakan ke atasnya (dalam m/s²). Hasilnya ialah daya dalam unit Newton.
Cara kira Hukum Kedua Newton langkah demi langkah:
- Tentukan jisim objek dalam kg
- Ukur atau kira pecutan dalam m/s² — gunakan kalkulator pecutan jika perlu
- Darabkan: F = m × a
Untuk kira daya graviti ke atas sesuatu objek, gunakan kalkulator graviti yang menggunakan nilai g = 9.81 m/s² secara lalai.
Formula Hukum Kedua Newton: F = m × a
Contoh Pengiraan Hukum Kedua Newton
Senario 1 — Proton Saga bergerak dari tempat letak kereta: Proton Saga berjisim 1,050 kg berlepas dari keadaan pegun. Enjin menghasilkan daya tujah 2,625 N. Cara kira pecutannya: a = F ÷ m = 2,625 ÷ 1,050 = 2.5 m/s².
Senario 2 — Lif bangunan pejabat: Lif berjisim 800 kg (termasuk penumpang) dipercepatkan ke atas pada 1.2 m/s². Daya yang diperlukan motor: F = 800 × 1.2 = 960 N (tambah berat: 800 × 9.81 = 7,848 N untuk mengatasi graviti).
Senario 3 — Roket angkasa: Peringkat pertama roket berjisim 50,000 kg memerlukan pecutan 15 m/s² semasa pelepasan. Formula kira daya tujah yang diperlukan: F = 50,000 × 15 = 750,000 N (750 kN).
Apa itu Hukum Kedua Newton?
Hukum Kedua Newton ialah prinsip mekanik klasik yang diterbitkan oleh Sir Isaac Newton dalam Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687). Ia menyatakan bahawa daya bersih yang bertindak ke atas sesuatu objek bersamaan dengan hasil darab jisim dan pecutannya.
Dalam bahasa mudah: objek yang lebih berat memerlukan lebih banyak daya untuk mendapat pecutan yang sama. Objek yang sama, jika dikenakan daya lebih besar, akan bergerak lebih laju. Itulah sebab Proton Saga lebih mudah dipercepatkan berbanding lori 10 tan, walaupun enjin menghasilkan daya yang sama.
Mengapa Hukum Kedua Newton Penting?
Hukum Kedua Newton penting kerana ia memberi cara kira hubungan kuantitatif antara daya, jisim, dan pecutan dalam satu formula yang boleh digunakan merentas semua bidang — dari reka bentuk kenderaan dan jambatan hinggalah kepada pengiraan trajektori roket dan analisis momentum dalam sukan. Tanpa hukum ini, jurutera tidak boleh mengira berapa besar enjin yang diperlukan, berapa kuat struktur perlu dibina, atau berapa lama roket perlu membakar bahan api untuk keluar dari atmosfera bumi.
Tiga Bentuk Formula Hukum Kedua Newton
Hukum Kedua Newton boleh disusun semula dalam tiga bentuk bergantung kepada nilai yang ingin dikira:
| Nilai Dicari | Formula | Contoh |
|---|---|---|
| Daya (F) | F = m × a | 10 kg × 5 m/s² = 50 N |
| Pecutan (a) | a = F ÷ m | 200 N ÷ 40 kg = 5 m/s² |
| Jisim (m) | m = F ÷ a | 500 N ÷ 10 m/s² = 50 kg |
Ketiga-tiga bentuk formula Hukum Kedua Newton ini adalah setara secara matematik. Pilih bentuk yang sesuai berdasarkan data yang ada. Untuk kira tenaga kinetik selepas mendapat pecutan, nilai F dan a daripada formula ini boleh digunakan terus dalam pengiraan seterusnya.
| 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 ialah prinsip fizik yang menyatakan daya bersih ke atas sesuatu objek bersamaan dengan hasil darab jisim dan pecutannya: F = m × a. Semakin besar daya dikenakan atau semakin kecil jisim objek, semakin besar pecutan yang terhasil.
A Cara kira Hukum Kedua Newton: gandakan jisim (kg) dengan pecutan (m/s²). Contoh: jisim 1,200 kg × pecutan 2.5 m/s² = daya 3,000 N. Untuk kira pecutan pula, bahagikan daya dengan jisim: a = F ÷ m.
A Unit daya ialah Newton (N) dalam sistem SI. 1 Newton bersamaan dengan daya yang diperlukan untuk memberi pecutan 1 m/s² kepada objek berjisim 1 kg. Dalam formula: 1 N = 1 kg·m/s².
A Hukum Kedua Newton penting kerana ia menghubungkan daya, jisim, dan pecutan dalam satu formula mudah. Ia digunakan dalam reka bentuk kenderaan, jurutera struktur, sistem roket, dan analisis gerakan seharian — mana-mana situasi yang melibatkan daya dan gerakan.
A Jisim ialah kuantiti jirim dalam objek, diukur dalam kilogram (kg) — nilainya tetap di mana-mana. Berat ialah daya graviti ke atas objek itu, dikira menggunakan F = m × g. Di bumi (g = 9.81 m/s²), objek 10 kg mempunyai berat 98.1 N. Di bulan (g = 1.62 m/s²), jisim sama tetapi berat hanya 16.2 N.