Hukum Ketiga Newton (Aksi-Reaksi)

Hukum ketiga Newton berarti begini: jika benda A memberikan gaya pada benda B, maka benda B memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah pada benda A. Kedua gaya itu terjadi pada saat yang sama dan bekerja pada benda yang berbeda.

Untuk satu interaksi,

$$\vec{F}_{A \text{ on } B} = -\vec{F}_{B \text{ on } A}$$

Cara cepat untuk mengingatnya adalah bahwa setiap interaksi selalu memiliki dua sisi. Anda sebaiknya tidak mencari gaya hukum ketiga tanpa menyebutkan kedua bendanya terlebih dahulu.

Mengapa Gaya yang Sama Besar dan Berlawanan Arah Tidak Saling Meniadakan

Istilah "aksi-reaksi" sedikit menyesatkan karena terdengar seperti terjadi secara berurutan. Dalam fisika, pasangan gaya ini terjadi secara simultan.

Yang sama pentingnya, kedua gaya itu tidak bekerja pada benda yang sama. Itulah sebabnya keduanya tidak saling meniadakan dalam satu diagram benda bebas. Gaya hanya saling meniadakan jika bekerja pada benda yang sama.

Contoh Soal: Dua Orang Berseluncur Saling Mendorong

Bayangkan dua orang berseluncur berdiri di atas es yang hampir tanpa gesekan. Orang A mendorong orang B ke kanan dengan gaya sebesar $40\ \mathrm{N}$.

Pada saat yang sama, orang B mendorong orang A ke kiri dengan gaya sebesar $40\ \mathrm{N}$. Kedua dorongan itu merupakan pasangan hukum ketiga Newton karena berasal dari interaksi yang sama dan arahnya berlawanan.

Jika massa kedua orang itu berbeda, percepatannya tetap bisa berbeda. Itu tidak melanggar hukum ini. Hukum ketiga Newton menyatakan bahwa gayanya sama besar, bukan percepatannya. Menurut hukum kedua Newton, orang dengan massa lebih kecil akan mendapat percepatan lebih besar karena $a = F_{net}/m$ untuk massa konstan.

Cara Mengenali Pasangan Aksi-Reaksi

Gunakan pemeriksaan singkat ini:

1. Sebutkan dua benda yang saling berinteraksi.
2. Tulis satu gaya dengan jelas, misalnya "gaya orang A pada orang B."
3. Tukar urutan bendanya untuk mendapatkan pasangan gayanya: "gaya orang B pada orang A."
4. Periksa bahwa kedua gaya berasal dari interaksi yang sama.
5. Pastikan kedua gaya bekerja pada benda yang berbeda dan arahnya berlawanan.

Jika salah satu pemeriksaan ini gagal, kemungkinan besar Anda tidak sedang melihat pasangan hukum ketiga Newton.

Kesalahan Umum tentang Hukum Ketiga Newton

• Mengira pasangan gaya itu saling meniadakan karena sama besar dan berlawanan arah. Keduanya tidak saling meniadakan kecuali bekerja pada benda yang sama.
• Menganggap "aksi" terjadi lebih dulu dan "reaksi" terjadi belakangan. Kedua gaya terjadi secara simultan.
• Memasangkan gaya yang salah. Reaksi terhadap dorongan Anda pada dinding adalah dorongan dinding pada Anda, bukan berat Anda atau gaya normal lantai.
• Menganggap gaya yang sama besar harus menghasilkan gerak yang sama. Gaya yang sama pada massa berbeda dapat menghasilkan percepatan yang berbeda.

Di Mana Hukum Ketiga Newton Digunakan

Hukum ketiga Newton muncul setiap kali dua benda berinteraksi: berjalan, melompat, mendorong troli, berenang, atau roket yang mendorong gas buang ke belakang. Dalam setiap kasus, gerak yang terjadi tetap bergantung pada keseluruhan gaya yang bekerja pada masing-masing benda.

Sebagai contoh, saat Anda berjalan, kaki Anda mendorong tanah ke belakang. Tanah kemudian mendorong Anda ke depan melalui gaya gesek. Jika permukaan tidak dapat memberikan gaya gesek yang cukup, dorongan ke depan itu menjadi terlalu kecil dan berjalan pun menjadi sulit.

Satu Pemeriksaan Mental yang Mencegah Sebagian Besar Kesalahan

Jika dua gaya yang sama besar dan berlawanan arah tampak seperti seharusnya saling hilang, ajukan satu pertanyaan: apakah keduanya bekerja pada benda yang sama? Jika jawabannya tidak, maka keduanya bukan pasangan gaya yang saling meniadakan dalam satu diagram benda bebas.

Coba Pemeriksaan Pasangan Gaya yang Mirip

Pilih satu interaksi sehari-hari, seperti mendorong dinding atau melompat dari lantai. Tulis pasangannya dengan kata-kata sebelum menggambar apa pun: "gaya Anda pada dinding" dan "gaya dinding pada Anda." Kebiasaan itu membuat hukum ketiga Newton jauh lebih mudah digunakan dalam soal mekanika yang lebih sulit.