HUKUM NEWTON I, II, DAN III.

HUKUM DASAR DALAM BIOMEKANIK

      Dalam biomekanika memakai hukum dasar yang dirumuskan oleh Isaac Newton (1643-1727) untuk mempelajari gerakan mekanik pada manusia dan hewan. Newton mula-mula mengembangkan hukum gerakan dan menjelaskan gaya tarik gravitasi antara dua benda.
       Lebih dari dua abad hukum gerakan Newton merupakan landasan bagi ilmu mekanika. Namun1 pada abad ke XX tampaknya hukum Newton tidak mampu menyatakan skala atom dan kecepatan cahaya (3 x 108 mS-1).
       Hukum newton sangat memadai dan banyak penggunaannya didalam bidang astronomi, geologi, biomekanik dan tehnik. Ada 3 hukum dasar mekanika yang dicetuskan oleh Newton yaitu :
1. Hukum Newton Pertama
2. Hukum Newton Kedua
3. Hukum Newton Ketiga

1. Hukum Newton Pertama

       Hukum Newton ini disebut pula hukum inersia (Hukum Kelembaman). Ini berarti bahwa benda itu mempunyai sifat mempertahankan keadaannya, apabila benda itu sedang bergerak maka benda itu akan bergerak terus. Demikian pula benda itu sedang tidak bergerak maka benda itu bersifat malas untuk mulai bergera. Dapat pula dikatakan bahwa semua obyek/benda akan bergerak apabila ada gaya yang mengakibatkan pergerakan itu. Pandangan ini disimpulkan sebagai hukum newton yang  berbunyi :

" setiap obyek berlangsung dalam keadaan istirahat, atau bergeraj yang sama pada suatu garis lurus. kecuali benda itu dipaksa untuk berubah keadaan oleh gaya yang bekerja padanya. "

       Hukum Newton pertama inii dipakai untuk mengukur suatu pengamatan. Sifat lembam ini dapat kita amati, misalnya ketika mengeluarkan saus tomat dari botol dengan mengguncangnya. Pertama, kita memulai dengan menggerakan botol ke bawah; pada saat kita mendorong botol ke atas, saus akan tetap bergerak ke bawah dan jatuh pada makanan. Kecenderungan sebuah benda yang diam untuk tetap diam juga diakibatkan oleh inersia alias kelembaman. Misalnya ketika kita menarik selembar kertas yang ditindih oleh tumpukan buku tebal dan berat. Jika lembar kertas tadi ditarik dengan cepat, maka tumpukan buku tersebut tidak bergerak.

2. Hukum Newton Kedua

"Jika suatu gaya total bekerja pada benda, maka benda akan mengalami percepatan, di mana arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya. Vektor gaya total sama dengan massa benda dikalikan dengan percepatan benda. "

     Apabila ada gaya yang bekerja pada suatu benda maka benda akan mengalami suatu percepatan yang arahnya sama denga arah gaya. percepatan (a) dan gaya (F) adalah sebanding dalam besaran. Apabila kedua besaran ini sebanding maka salah satu adalah dengan hasil perkalian bilangan konstan. Maka hubungan gaya (F) dan percepatan (a) oleh Newton dirumuskan :

F = m . a

keterangan :
m = massa benda atau massa inisial (kg)
a = percepatan (m.S-2)
F = Gaya (kg. m.s-2) / (N)

massa benda berlainan dengan berat benda, massa benda adalah kuntitass skalar sedangkan berat benda adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut dan merupakan kuantitas vektor (Fg = Gaya Gravitasi, Fg = m . g)

3. Hukum Newton Ketiga
    Bilamana suatu benda A memberi gaya F pada suatu benda B, pada waktu bersamaan benda B memberi gaya R pada benda A, gaya R sama dengan gaya F tetapi mempunyi arah yang berlawanan. Hasil pengmatan Newton disimpulkan sebagai hukum Newton Ketiga yang berbunyi :

"Untuk setiap aksi, selalu ada reaksi yang arahnya berlawanan"

 Persamaan Hukum III Newton di atas juga bisa kita tulis sebagai berikut :

Faksi = -Freaksi

Hukum Newton III dikenal dengan julukan hukum aksi-reaksi. Ada aksi maka ada reaksi, yang besarnya sama dan berlawanan arah. Kadang-kadang kedua gaya tersebut disebut pasangan aksi-reaksi. Ingat bahwa kedua gaya tersebut (gaya aksi-gaya reaksi) bekerja pada benda yang berbeda. Berbeda dengan Hukum I Newton dan Hukum II Newton yang menjelaskan gaya yang bekerja pada benda yang sama.

        Gaya aksi dan reaksi adalah gaya kontak yang terjadi ketika kedua benda bersentuhan. Walaupun demikian, Hukum III Newton juga berlaku untuk gaya tak sentuh, seperti gaya gravitasi yang menarik buah mangga kesayangan anda. Ketika kita menjatuhkan batu, misalnya, antara bumi dan batu saling dipercepat satu dengan lain. batu bergerak menuju ke permukaan bumi, bumi juga bergerak menuju batu. Gaya total yang bekerja pada bumi dan batu besarnya sama. Bumi bergerak ke arah batu yang jatuh karena massa bumi sangat besar maka percepatan yang dialami bumi sangat kecil (Ingat hubungan antara massa dan percepatan pada persamaan hukum II Newton). Walaupun secara makroskopis tidak tampak, tetapi bumi juga bergerak menuju batu atau benda yang jatuh akibat gravitasi. Bumi menarik batu, batu juga membalas gaya tarik bumi, di mana besar gaya tersebut sama namun arahnya berlawanan.