Hukum Newton dan Pengaplikasiannya pada Disiplin Ilmu Biologi

Oleh: Dr.Ir.Vina Serevina,M.M., Nada Nadifa, Fisika Dasar, UNJ 2021

 

Fisika berdasarkan Prasetyo (2013) sebagai cabang Ilmu Pengetahuan alam atau ilmu pengetahuan pada dasarnya memiliki sifat yang sama halnya dengan ilmu itu sendiri. Terlihat secara ilmiah Sebagai sistem pengetahuan, sebagai cara berpikir dan Sebagai metode survei. Sains sebagai sebuah kelompok Pengetahuan adalah hasil penemuan dari aktivitas kreatif Ilmuwan selama berpuluh-puluh abad, sains sebagai cara berpikir merupakan aktivitas manusia yang ditandai dengan proses berpikir yang berlangsung di dalam pikiran orang-orang yang berkecimpung dalam bidang itu, dan sains sebagai metode penyelidikan memberi para ilmuwan pengetahuan mengenai pendekatan dan ilustrasi dalam menyusun sains tersebut. 

Secara garis besar, fisika adalah ilmu alam. masalah ini Mengacu pada kata fisika dari bahasa Yunani, yaitu (fysiks) berarti "alami", dan (fsis) berarti "alami". Dalam penelitian alam, Studi tentang fenomena alam tanpa kehidupan atau materi dalam fisika di dalam lingkup ruang dan waktu. Fisikawan atau ahli fisika Mempelajari perilaku dan ragam sifat zat, dari pembentukan partikel submikroskopis. Perilaku semua materi (fisika partikel) terhadap materi Alam semesta sebagai satu kesatuan semesta (kosmos)  (Giancoli, 2008). 

Selain definisi diatas, Fisika jugamemiliki definisi yang dikemukakan oleh beberapa ahli, diantaranya:

BambangRuwanto

Fisika adalah salah satu bagian dariilmu dasar atau sains serta merupakan ilmu yang fundamental.

Brockhaus

Fisika adalah pelajaran tentangkejadian alam yang dapat memungkinkan untuk percobaan, penelitian, pengukuranapa yang didapat, berdasarkan peraturan-peraturan umum, serta penyajian secarasistematis.

Dahmen

Fisika sebagai uraian tertutupmengenai berbagai kejadian fisis yang didasarkan pada hukum-hukum dasar.

Deruxes

Fisika sebagai suatu ilmupengetahuan yang berusaha untuk menguraikan dan menjelaskan hukum alam sertaberbagai kejadian alam dengan suatu gambaran menurut pemikiran manusia itusendiri.

 

Salah satu bagian dari ilmu fisikaadalah Hukum gerak Newton. Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yangmenjadi landasan mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hubungan selang gayayang melakukan pekerjaan pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Hukumini telah dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama hampir 3 abaddan mampu dirangkum sebagai berikut:

Hukum Pertama: setiap benda akanmemiliki kecepatan yang konstan kecuali hadir gaya yang resultannya tidak nolmelakukan pekerjaan pada benda tersebut. Berfaedah jika resultan gaya nol,karenanya pusat massa dari suatu benda tetap diam, atau melakukan usaha dengankecepatan konstan (tidak mengalami percepatan).

Hukum Kedua: suatu benda dengan[massa M mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan a yangarahnya sama dengan arah gaya, dan akbarnya berbanding lurus terhadap F danberbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga diartikan resultan gaya yangmelakukan pekerjaan pada suatu benda sama dengan turunan dari momentum linearbenda tersebut terhadap saat.

Hukum Ketiga: gaya gerakan danreaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan arah terbalik, dansegaris. Gunanya jika hadir benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B,karenanya benda B akan memberi gaya sebesar --F kepada benda A. F dan --Fmemiliki besar yang sama namun arahnya beda. Hukum ini juga terkenal sbg hukumaksi-reaksi, dengan F disebut sbg gerakan dan --F adalah reaksinya.

Ketiga hukum gerak ini pertama kalidirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophi Naturalis PrincipiaMathematica,yang pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687. Newton menggunakankaryanya untuk menjelaskan dan meneliti gerak dari berbagai jenis benda fisikmaupun sistem. 

Dibuatnya artikel ini bertujuan,agar para pembaca dapat mengetahui dan memahami bahwa adanya keterkaitan antarailmu fisika dan ilmu biologi khususnya, pada kehidupan sehari-hari. Sehinggamampu memberikan manfaat kepada para pembaca, salah satunya edukasi mengenaibagaimana penerapan dari salah satu prinsip ilmu fisika pada bidang biologi.

Lantas, bagaimana penerapan prinsiphukum newton ini pada bidang biologi?

Penerapan prinsip hukum Newton yangdapat kita temui adalah pada tanaman yang tertiup angin. Kita sering menjumpaitanaman yang meliuk ke kanan dan ke kiri yang disebabkan oleh arah angin. Padaperistiwa ini angin memberikan gaya dorongan pada tanaman sehingga tanamandapat meliuk ke kiri maupun ke kanan sesuai arah angin. Meskipin mendapat gayadorongan dari angin, tanaman akan tetap berdiri kokoh di tempat ia tumbuh.

Itu karena tanaman memiliki gaya sendiri untuk mempertahankan posisi diamnya.Yaitu dengan gaya cengkeraman akar yang diberikan pada tanah. Walaupun tak banyak, pada beberapa kasus tanaman akan rubuh ketika tertiup angin. Hal ini dikarenakan gaya cengkeram akar tanaman pada tanah tidak bisa mengimbangi atau bahkan mengalahkan kuatnya gaya dorongan dari angin. Peristiwa tanaman yang tertiup angin ini merupakan salah satu contoh penerapan hukum Newton 1. Dimana, tanaman akan mempertahankan posisi diamnya ketika diberikan sebuah gaya. 

Penerapan hukum Newton juga terjadipada daya tekan akar. Epidermis akan menyerap air dari dalam tanah secara terusmenerus yang mengakibatkan kadar air dan tekanan turgor meningkat. Meningkatnyakadar air pada ujung akar menyebabkan perbedaan konsentrasi antara sel padaujung akar dan sel-sel yang berada diatasnya. Karena meningkatnya konsentrasidan tekanan turgor sel,  menyebabkanadanya dorongan air ke atas didalam pembuluh xylem.

Tekanan akar pada setiap tumbuhan berbeda-beda. Besarnya tekanan akar dipengaruhi oleh besar kecil dan tinggi rendahnya ukuran tumbuhan. Bukti adanya daya tekan pada akar adalah pada batang yang dipotong. Saat suatu batang tumbuhan dipotong maka akan ada air yang menggenang dipermukaan tunggakanya. Peristiwa ini dikatakan sebagai contoh penerapan hukum Newton 2 dikarenakan ketika kadar air dan turgor pada ujung akar meningkat, akan terjadi sebuah gaya berupa dorongan terhadap air dari akar menuju daun sehingga air akan bergerak ketika diberi sebuah gaya berupa dorongan dari akar melalui pembuluh xylem. 

Contoh lainnya adalah pada cheetah yang sedang berlari. Cheetah yang sedang berlari menunjukkan bahwa adanya hukum yang berlaku yaitu hukum Newton 3 yang menunjukkan adanya aksi dan reaksi. Ketika cheetah berlari maka telapak kakinya akan memberikan gaya dengan cara mendorong permukaan tanah ke arah bawah. Permukaan tanah memberikan gaya reaksi kepada cheetah dengan mendorong telapak kaki cheetah ke arah atas. Besarnya gaya aksi dan reaksi sama. Tetapi arahnya yang berlawanan. Pada saat cheetah berlari, telapak kaki menekan permukaan tanah lebih besar. Sehingga, reaksi yang diberikan permukaan juga besar. Hal itu menyebabkan cheetah dapat berlari dengan sangat cepat. 

Dari pembahasan di atas, dapatdisimpulkan bahwa, Ilmu fisika sangat berkaitan erat dengan ilmu pengetahuanlain dan sistem kehidupan yang ada di alam. Prinsip ilmu fisika sangat banyakdigunakan pada disiplin ilmu biologi, salah satu prinsip ilmu fisika yangdigunakan pada bidang biologi yaitu, hukum newton. Seperti halnya Tanaman yangtertiup angin tetapi tidak mengikuti hembusan arah angin tersebut, hal itumerupakan implementasi dari prinsip hukum 1 newton. Daya tekan pada akartanaman pun mengambil prinsip dari hukum newton yaitu, hukum 2 newton. Dan,pada saat cheetah berlari pun merupakan penerapan dari hukum 3 newton, karenapada saat tersebut berlakunya prinsip aksi reaksi.

Daftar Pustaka

Abdullah, M. 2016. Fisika Dasar I.Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Giancoli, Douglas C. 2008. Fisika.Jakarta: Erlangga.

Hugh D. Young dan Roger A. Freedman.2002. Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga

UNKRIS Jakarta HUKUM GERAK NEWTON | PUSAT ILMU PENGETAHUAN