INTEGRATED SCIENCE

Implementasi Hukum Newton dalam Gerakan Olahraga

Hukum I Newton :

“Sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan tetap akan terus bergerak dengan kecepatan tersebut, kecuali ada gaya resultan bekerja pada benda itu.”

Hukum II Newton:

“Gaya yang bekerja pada sebuah benda menyebabkan benda tersebut mengalami percepatan sebanding dengan massa benda dan percepatan benda itu.”

Hukum III Newton:

“Untuk setiap gaya aksi terdapat suatu gaya reaksi yang besarnya sama dan arahnya berlawanan.”

Implementasinya:

1. TENIS LAPANGAN

Hukum I Newton:

Dalam mengambil posisi baik forehand dan backhand pemain tersebut akan diam dan mengamati bola yang datang, pemain tersebut akan bergerak beraturan sesuai dengan arah bola yang datang kepadanya.

Hukum II Newton:

Perubahan gerak terjadi dipengaruhi oleh besar gaya bola yang datang, pemain tenis akan secepat mungkin mengambil posisi apa yang akan dilakukan. Apabila pemain tersebut menginginkan suatu pukulan forehand yang keras maka yang harus dilakukan adalah memperbesar gaya sehingga dapat menimbulkan percepatan yang lebih cepat. seorang pemain harus dapat memprediksi saat impac bola terhadap raket.

Hukum III Newton:

2. ATLETIK (LARI 100 M)

Hukum I Newton:

Dalam posisi untuk melakukan start.

Hukum II Newton:

Menambah gaya kecepatan agar menghasil percepatan yang maksimal.

Hukum III Newton:

Pada saat melakukan tolakan pada balok start, gaya yang dilakukan akan menghasilkan gaya terbalik pada balok start.

3. TENIS MEJA

Hukum I Newton:

Posisi saat akan menerima service.

Hukum II Newton:

Menambah gaya agar menghasilkan pukulan yang maksimal.

Hukum III Newton:

Usaha yang dilakukan saat return service.

4. JUDO

Hukum I Newton:

Posisi saat pegangan (komikata) untuk melakukan bantingan

Hukum II Newton:

Gaya yang dikeluarkan pada saat bantingan.

Hukum III Newton:

Saat melakukan bantingan yang membutuhkan tumpuan yang kuat.

5. SOFT BALL

Hukum I Newton:

Saat pitcher melakukan lemparan.

Hukum II Newton:

Gaya yang dikeluarkan pada saat lemparan.

Hukum III Newton:

Saat impac antara bola dengan stick.

Newton dan Gravitasi

Isaac Newton adalah orang pertama yang menyadari bahwa gaya gravitasi membuat benda jatuh ke bumi. Selain itu, gaya gravitasi ini juga merupakan gaya yang menyebabkan bulan mengorbit bumi dan planet-planet mengorbit matahari. Pada tahun 1687, Newton menerbitkan sebuah buku yang menjelaskan tentang hukum gravitasi universal. Hukum ini menunjukkan bagaimana menghitung gaya gravitasi antara dua benda. Menggunakan hukum gravitasi universal, astronom mampu menjelaskan gerakan planet-planet di tata surya, serta gerakan bintang-bintang jauh dan Galaksi.

Mengapa Burung Terbang dengan Mengepakkan Sayapnya?

Burung dan makhluk terbang lainnya juga menerapkan Hukum III Newton. Ketika burung terbang, sayap-sayapnya akan mendorong ke bawah dan mundur. Hal ini mendorong udara bergerak ke bawah dan ke belakang. Berdasarkan Hukum III Newton, udara akan mendorong kembali burung itu ke arah berlawanan, yaitu ke atas dan ke depan. Gaya ini membuat burung terbang di udara dan mendorong ke depan.

Swimming Scallop (Kerang Simping)

Hukum newton tentang gerak juga dapat diterapkan untuk menjelaskan tentang gerak suatu hewan, sebagai contohnya adalah gerak kerang simping. Kerang adalah molusca laut yang paling istimewa karena hanya kerang seperti molusca ini yang mampu berenang. Dengan cara membuka dan menutup cangkangnya, kerang mampu mendorong dirinya sendiri dengan memaksa air dari dalam cangkang.

Kerang mampu berenang dengan orientasi cangkangnya berada pada sudut yang tepat dan mempertahankan percepatan minimum untuk mencegahnya tenggelam. Sebagai contohnya, penelitian menemukan bahwa salah satu pesies dari kerang ini harus mendorong banyak air ke belakang untuk memindahkan 6 panjang tubuhnya per detik dengan sudut 10 derajat. Usaha berenang ini dapat dipertahankan sampai sekitar 20 detik, sehingga memungkinkan kerang untuk melarikan diri predator atau beberapa kondisi lainnya yang mengganggu.

Tubuh kerang yang lebih besar ini akan membatasi kemampuan kerang untuk berenang. Hal ini dikarenakan gaya yang lebih besar diperlukan untuk memindahkan massa yang lebih besar dengan percepatan yang sama (seperti yang diharapkan dari hukum kedua newton tentang gerak). Hal ini akan menjadi lebih buruk karena kerang tumbuh lebih besar dan lebih besar lagi tanpa dapat mengembangkan atau meningkatkan gaya yang lebih besar untuk dapat berenang.

Biomekanika

Biomekanika memakai hukum dasar yang dirumuskan oleh Isaac Newton (1643-1727) untuk mempelajari gerakan mekanik pada manusia dan hewan. Mekanika tubuh (body mechanic) atau biomekanika merupakan suatu usaha sistem muskuloskeletal dan sistem saraf yang terkoordinasi untuk mempertahankan keseimbangan, postur, dan kesegarisan tubuh selama mengangkat, membungkuk, bergerak, dan melakukan aktivitas sehari-hari.

Gaya yang bekerja dalam tubuh manusia ada dua macam, yaitu dalam keadaan statis dan dalam keadaan dinamis. Tubuh dalam keadaan statis atau stasioner berarti objek atau tubuh dalam keadaan setimbang berarti pula jumlah gaya dalam segala arah sama dengan nol dan jumlah momen gaya terhadap sumbu juga sama dengan nol. Sistem otot dan tulang dari tubuh manusia bekerja sebagai pengumpil. Ada tiga macam sistem pengumpil yang bekerja dalam tubuh manusia, yaitu:

1. Kelas pertama sistem pengumpil\

Titik tumpuan terletak di antara gaya berat dan gaya otot.