MATERI 2
Pengertian gaya, macam-macam gaya
beserta rumusnya
Gaya
merupakan besaran fisika berupa tarikan atau dorongan. Gaya dibedakan menjadi
dua macam yaitu gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
Gaya sentuh adalah gaya yang terjadi
akibat adanya kontak langsung antara benda yang menerima gaya dan benda yang
melakukan gaya. Kontak tersebut bisa berupa persinggungan langsung antara dua
benda atau melalui perantara lain. Contoh gaya sentuh :
·
Olah raga tarik tambang; terjadi sentuhan antara
orang dengan tali tambang tersebut.
·
Mobil menabrak mobil lain; terjadi sentuhan antara
kedua mobil.
Sedangkan pada gaya tak sentuh, benda
yang memberi gaya dan benda yang menerima gaya tidak terjadi kontak langsung.
Gaya bisa terjadi walaupun kedua benda tersebut terpisah jauh. Contoh gaya tak
sentuh:
·
Gaya tarik matahari pada planet yang
mengelilinginya
·
Gaya antara magnet dengan besi
·
Gaya antara mistar kecil dan potongan kertas kecil
yang telah digosokkan dirambut.
Salah satu alat utuk mengukur gaya
adalah neraca pegas. Neraca ini berintikan sebuah pegas. Apabila dikenai
gaya,pegas akan meregang. Jarak peregangan dapat dibaca pada skala neraca.
Angka pada skala menunjukkan besar gaya yang sedang diukur.
Satuan gaya dalam SI (satuan
internasional) adalah Newton, disingkat N. Nama satuan ini diambil dari
nama seorang ilmuwan Inggris, Sir Isaac Newton (1642-1727), sebagai
penghormatan atas jasa-jasa beliau. Ia menemukan hukum tentang gerak dan gaya,
serta gaya tarik bumi.
Dalam fisika, suatu besaran yang memiliki nilai dan arah disebut besaran
vektor. Sedangkan besaran yang hanya memiliki nilai tetapi tidak memiliki
arah disebut besaran skalar. Contoh besaran skalar antara
lain,massa, waktu dan jumlah zat.
Suatu gaya dapat digambar dengan
menggunakan diagram vektor yang berupa anak panah. Seperti di bawah ini:
Titik O di sebut titik pangkal dan
titik A disebut titik ujung. Panjang ruas garis OA menyatakan nilai gaya dan
arah anak panah menyatakan arah gaya.
Contoh, gaya F1 sebesar 3N
kekanan dan gaya F2 sebesar 7N kekiri masing-masing satuan gaya adalah cm, dan
dapat di gambarkan pada diagram vektor berikut.
RESULTAN GAYA
Resultan gaya adalah pengganti dari dua
buah gaya atau lebih. Misalkan pada sebuah benda bekerja empat gaya maka
resultan gayanya dituliskan seperti ini: R = F1 + F2 + F3 + F4. Resultan
gaya di beri simbol R. Besar R dapat ditentukan dengan perhitungan aljabar,
jika kedua gaya bekerja pada satu garis kerja.
Besar resultan gaya dapat di rumus kan
sebagai berikut.
R = F1 + F2
Contoh
soal:
Albert dan naila menarik meja
dengan gaya 60 N dan 40 N dalam arah yang sama, yaitu kekanan. Tentukan
resultan gaya yang dialami meja.
Jawab:
F1 = 60N kekanan
F2 =40 N kekanan
Penyelesaian :
R = F1 + F2
= 60 + 40
= 100N
kekanan.
Jadi, resultan gaya yang dialami meja
tersebut sebesar 100N kekanan.
Bagaimana jika gaya yang bekerja pada
suatu benda tidak searah, tetapi berlawanan arah?
Berdasarkan diagram vektor besar
resultan gaya yang berlawanan dapat ditentukan dengan penjumlahan biasa.Tetapi,
karena arahnya berlawanansalah satu gaya (yang lebih kecil) harus diberi tanda
negatif.
Contoh soal :
Pada pertandingan tarik tambang tim A melakukan gaya sebesar 100N kekanan
sedangkan tim B melakukan gaya sebesar 200N kekiri. Tentukan resultan gaya yang
dialami tali tambang tersebut.
Jawab :
R = F1 + F2
= -100N + 200 N
= 100 N kekiri
KESEIMBANGAN
Keseimbangan adalah keadaan dimana dua
gaya atau lebih bekerja pada senuah benda, tetapi tidak mengakibatkan perubahan
sifat gerak benda. Dengan kata lain, resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda
sama dengan nol.
Ditinjau dari ilmu fisika, benda tidak
bergerak karena resultan gaya yang yang bekerja pada meja itu sama dengan nol.
Benda yang berada dalam keadaan diam diakatakan berada dalam keadaan setimbang.
Jadi, suatu benda dikatakan berada dalamkeadaan setimbang jika resultan gaya
yang bekerja sama dengan nol.
Tetapi, konsep seimbang tidak hanya
terbatas pada benda yang diam. Benda yang bergerak pun dapat berada dalam
keadaan seimbang. Keadaan seimbang untuk benda yang bergerak terjadi kalau
sifatnya tidak berubah, yaitu kecepatan.
Bunyi hukum Newton 1,2,3 tentang gerak serta contoh
penerapannya
1.Hukum 1 Newton
Pada saat kamu duduk di mobil yang
diam, tubuhmu cenderung mempertahankan posisinya, misalnya terhadap jalan raya.
Namun,pada saat mobil bergerak secara tiba-tiba bagian bawah tubuhmu
seolah-olah terpaksa ditarik kedepan oleh kursi mobil, sedangkan bagian atas
tubuhmu masih ingin mempertahankan posisinya. Akibatnya, bagian atas tubuhmu
seolah-olah terdorong kebelakang.
Pada saat mobil di rem terjadi
sebaliknya. Tubuhmu cenderung ingin mempertahankan keadaannya, yaitu keadaan
bergerak. Ketika mobil direm mendadak, kursi mobil menahan secara paksa bagian
bawah tubuhmu. Sementara itu, bagian atas tubuhmu seolah-olah terdorong
kedepan.
Sifat benda yang demikian dalam fisika
di sebut kelembaman atau inersia. Keadaan yang
dipertahankan benda dapat berupa keadaan diam atau bergerak dalam kecepatan
konstan. Sifat kelembaman benda ini diperkenalkan oleh Sir Isaac Newton
(1642-1727) sebagai salah satu hukum dasar dalam fisika. Hukum ini dapat
diungkapkan menjadi :
"
Setiap benda cenderung mempertahankan keadaannya, yaitu tetap diam atau tetap bergerak
dengan kecepatan konstan".
Newton
menyusun banyak rumusan mengenal konsep-konsep fisika. Ungkapan di atas
merupakan salah satu rumusannya mengenai konsep gerak yang dialami suatu benda.
Oleh karena itu, untuk menghormati jasanya ungkapan itu disebut sebaga Hukum
I Newton tentang gerak.
2. Hukum 2 Newton
Jika terjadi tabrakan antara sebuah
mobil dengan kereta api, biasanya mobil akan terseret puluhan bahkan ratusan
meter dari lokasi tabrakan sebelum akhirnya berhenti. Terseretnya mobil menunjukkan
terjadinya perubahan kecepatan pada mobil tersebut. Karena massa mobil jauh
lebih kecil dari pada massa kereta api, maka dengan gaya yang sama mobil
mendapatkan percepatan yang sanagt besar sedangkan kereta api hampir tidak
mengalami percepatan. Akibatnya,mobil terseret jauh sedangkan kereta api
hampir tidak mengalami perubahan kecepatan sebelum mekanis mengeremnya.
Kejadian
ini termasuk dalam hukum newton yang kedua yang berbunyi :
"
Sebuah benda yang dikenai gaya akan mengalami percepatan yang besarnya
berbanding lurus dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan massa
benda".
3. Hukum 3 Newton
Kamu bisa berjalan diatas lantai karena
adanya gaya aksi reaksi. Saat berjalan kamu mendorong lantai dengan gaya aksi kebelakang.
Akibatnya, lantai melakukan gaya reaksi yang sama besarnya dengan mendorong
kakimu kedepan. Karena massa atau lantai bumi sangat besar, gaya yang diberikan
kakimu tidak cukup untuk menggerakkan bumi. Tetapi, karena massa
tubuhmu yang tidak terlampau besar dibandingkan bumi, gaya yang dilakukan bumi
sudah cukup untuk menggerakkan tubuhmu kedepan. Dengan demikian kamu dapat
berjalan.
Sejumlah percobaan menunjukkan bahwa
kedua gaya tersebut sama besarnya, hanya arahnya yang berlawanan. Pasangan gaya
tersebut di sebut gaya aksi reaksi. Gaya yang memberikan aksi
maupun yang bereaksi dapat dipertukarkan. Namun biasanya gaya yang berinisiatif
melakukan kerja disebut gaya aksi. Misalkan, kamu berinisiatif berjalan diatas
lantai. Gaya yang kamu lakukan pada lantai disebut gaya aksi dan gaya yang
dilakukan lantai pada kakimu disebut gaya reaksi.
Gaya aksi reaksi ini merupakan rumusan
dari Hukum III Newton tentang gerak. Jika rumusan itu dinyatakan dengan
kata-kata, diperoleh ungkapan sebagai berikut.
"
Setiap ada gaya aksi maka selalu ada gaya reaksi yang besarnya sama tetapi
berlawanan arah".
Tidak ada komentar:
Posting Komentar