Page 28 - E-MODUL FISIKA MODEL PEMBELAJARAN CinQASE BERBASIS STEM MATERI HUKUM NEWTON TENTANG GERAK

E-Modul Fisika Model CinQASE Pendekatan STEM

Relevansi Hukum II Newton dalam Engineering

1. Perhitungan Kekuatan Material

Hukum Newton kedua digunakan untuk menghitung gaya yang bekerja pada
material dalam berbagai struktur dan mesin, sehingga insinyur dapat memastikan
bahwa material yang digunakan cukup kuat untuk menahan gaya.
Penerapan dalam Engineering:
a. Desain Jembatan atau Gedung: Dalam mendesain jembatan atau gedung, insinyur

harus menghitung gaya yang dihasilkan oleh beban berat, seperti kendaraan di atas
jembatan atau perabotan dan penghuni di dalam gedung. Dengan menggunakan
hukum Newton kedua, gaya ini dapat dihitung berdasarkan massa beban dan
percepatan gravitasi, yang kemudian digunakan untuk menentukan apakah material
struktur, seperti baja atau beton, dapat menahan gaya tersebut tanpa retak atau
patah.
b. Teknik Kekuatan Material (Strength of Materials): Dalam analisis kekuatan
material, insinyur menggunakan hukum Newton kedua untuk menganalisis tegangan
(stress) dan regangan (strain) pada suatu material. Misalnya, jika material menerima

gaya (F), insinyur dapat menghitung percepatan yang dihasilkan pada struktur
tersebut, yang kemudian digunakan untuk memprediksi bagaimana material tersebut
akan terdeformasi di bawah beban.
2. Perancangan Mesin
Dalam merancang mesin atau sistem mekanik, hukum Newton kedua memungkinkan
insinyur untuk menentukan gaya yang diperlukan untuk menghasilkan percepatan atau
gerakan tertentu.

Penerapan dalam Engineering:
a. Perancangan Mesin Mobil: Saat merancang mesin mobil, insinyur menggunakan
hukum Newton kedua untuk menghitung gaya dorong yang dibutuhkan agar mobil
dapat mencapai kecepatan tertentu dalam waktu tertentu (percepatan). Hal ini
melibatkan perhitungan gaya yang dibutuhkan untuk mengatasi resistensi udara
(drag), gesekan ban dengan jalan, serta massa total kendaraan.
b. Perancangan Motor Listrik dan Turbin: Dalam perancangan motor listrik
menghitung torsi yang dibutuhkan untuk menghasilkan percepatan sudut yang
diinginkan pada poros. Hukum Newton kedua memungkinkan mereka untuk
menghitung gaya yang harus diberikan oleh medan elektromagnetik dalam motor
listrik atau oleh fluida pada bilah turbin untuk mencapai kecepatan rotasi tertentu.

21
Hukum Newton Tentang Gerak Kelas XI SMA