Penjelasan Hukum I Newton (Hukum Inersia)

Menurut Hukum I Newton, benda yang pada awalnya diam akan terus seperti itu sampai ada gaya eksternal yang diberikan padanya. Bagaimana gaya berpengaruh terhadap gerak?. Untuk menjawab pertanyaan ini, penting untuk diperhatikan bahwa ada saat dimana gaya total pada sebuah benda sama dengan nol. Tentu banyak dari kita yang setuju bahwa benda tersebut dalam keadaan diam, dan jika tidak ada gaya total yang bekerja padanya (tarikan atau dorongan), benda itu akan tetap diam. Tapi bagaimana dengan gaya total yang dialami oleh benda yang sedang bergerak?

Bayangkan ketika anda sedang mendorong sebuah benda, maka benda akan bergerak. Tetapi, jika anda telah berhenti melakukan dorongan, seiring dengan itu juga benda akan melambat dan akhirnya berhenti bergerak. Artinya, untuk menjaganya tetap bergerak maka diperlukan dorongan terus menerus atau memberikan gaya. Kesimpulannya adalah benda-benda yang bergerak akan berhenti, dan dibutuhkan sebuah gaya untuk mempertahankannya untuk terus bergerak (gagasan Aristoteles).

Sekarang coba anda bayangkan benda tadi di dorong pada sebuah permukaan yang licin. Setelah anda berhenti mendorong, benda tadi akan meluncur lebih jauh lagi sampai pada akhirnya berhenti. Dan apabila terdapat sebuah permukaan bantalan udara, dan benda dibiarkan mengambang dan meluncur di atas permukaan tersebut, maka benda akan bergerak lebih jauh lagi. Jadi sampai disini dapat kita simpulkan bahwa, pada setiap kasus gerak benda dengan permukaan berbeda di atas, yang membuat benda tersebut melambat adalah adanya gesekan antara benda dengan permukaan luncurnya. Apabila kita bisa menghadirkan sebuah permukaan ideal tanpa gesekan, maka benda tidak akan pernah melambat dan selamanya akan tetap bergerak. Karenanya, meski gagasan bahwa dibutuhkan sebuah gaya untuk mempertahankan benda terus bergerak-walaupun tampak masuk akal-adalah salah.

Percobaan seperti yang telah kita lakukan di atas memperlihatkan bahwa:

Jadi kesimpulannya adalah “Sebuah benda yang kepadanya tidak bekerja suatu gaya total akan bergerak dengan kecepatan konstan (nilainya bisa saja nol) dan percepatan nol”. Ini adalah rumusan dari hukum pertama Newton tentang gerak. Ada sebuah kecendrungan pada benda untuk tetap mempertahankan keadaannya, hal ini disebut sebagai Inersia (inertia).

Sifat inersia ini sangat jelas terlihat ketika kita mengeluarkan kecap dalam botol dengan cara mengguncangnya. Pertama-tama, kita mulai dengan menggerakkan botol ke depan (dengan kecap di dalamnya). Pada saat kita menarik botol itu ke belakang, kecap akan tetap bergerak ke depan dan jatuh pada makanan (kecap mempertahankan gerak). Atau pada contoh yang lain, ketika sebuah taplak meja yang ditarik sangat cepat tanpa menggerakkan benda yang berada di atasnya (benda mempertahankan diamnya).

Kerangka Acuan Inersia

Ada syarat keberlakuan dari hukum pertama Newton. Hukum ini hanya berlaku pada kerangka acuan inersia. Secara teknis, kerangka acuan inersia adalah sebuah kerangka yang tidak mengalami percepatan. Sehingga perhitungan gerak akan menjadi rumit ketika hukum ini diterapkan pada kerangka acuan non inersia. Contoh yang paling jelas adalah pada kasus benda yang berotasi. Hukum Newton yang pertama tidak berlaku pada perhitungan gerak benda ini. Untuk contoh kasus ini, memang tidak ada gaya total yang bekerja pada benda, walaupun demikian pada kerangka benda yang berotasi, bola tersebut dipercepat.