GAYA
Pengertian gaya.
Pernahkah kamu perhatikan orang yang sedang bermain bulu tangkis?
Bagaimana cara menggambarkan gaya?
Perhatikan gambar berikut:
https://docs.google.com/forms/d/1yOE8AlB8fiRohomczpnqENhLLiyGtWf_rHO7NVEM21Y/edit
Pengertian gaya.
Pernahkah kamu perhatikan orang yang sedang bermain bulu tangkis?
Mengapa shuttlecock bisa bergerak? mengapa shuttlecock bisa berubah arah? Apa yang menyebabkan semuanya itu? Ya.....semua it terjadi karena shuttlecock dikenai oleh gaya. Apa itu gaya? Gaya adalah Tarikan/dorongan yang dikenakan pada benda sehingga benda bisa mengalami perubahan posisi dari diam jadi bergerak, perubahan bentuk, perubahan arah gerak benda, mengubah bentuk benda.
Gaya merupakan besaran turunan yang diturunkan dari besaran pokok massa, panjang dan waktu. Gaya dapat diukur dengan menggunakan dinamometer/neraca pegas. Gaya memiliki satuan Newton (N), satuan lain dari gaya adalah kg.m/s2.
Macam - macam gaya.
Gaya dibedakan menjadi dua. yakni gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
Gaya Sentuh
|
Gaya tak sentuh
|
Adalah gaya yang mengenai permukaan langsung suatu benda yang dikenai
gaya (kontak langsung dengan benda yang dikenai gaya).
|
Adalah gaya yang mengenai tidak mengenai permukaan benda secara
langsung (tidak kontak langsung dengan benda yang dikenai gaya)
|
Macamnya:
1. Gaya otot : gaya yang ditimbulkan oleh otot yang bekerja pada
benda. Misalnya: ketika kamu mendorong gerobak.
2. Gaya pegas: Gaya pulih yang
ditimbilkan benda yang mengalami pemampatan dan perenggangan. Misalnya:
Ketika kamu bermain ketapel
3. Gaya gesek : gaya yang
ditimbulkan karena persentuhan/gesekan antara dua permukaan benda. Misalnya:
gaya gesek sepatu dengan lantai.
4. Gaya Mesin: gaya yang ditimbulkan oleh bahan bakar dengan mesin.
|
Macamnya:
1.Gaya magnet: gaya tarik menarik/tolak menolak oleh benda yang
memiliki sifat kemagnetan. Misalnya: magnet yang dapat menarik paku.
2. Gaya gravitasi: gaya yang ditimbulkan karena pengaruh grafitasi
bumi. Misalnya. Buah kelapa yang jatuh dari ketinggian tertentu ke tanah.
3. Gaya listrik : gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik.
Misalnya: penggaris plastik yang dapat menarik sobekan kertas setelah digosok dengan rambut.
4. Gaya berat/berat benda:
|
Bagaimana cara menggambarkan gaya?
Gaya merupakan besaran vektor, sehingga selain memiliki besar juga memiliki arah. Sehingga gaya dapat digambarkan dengan garis lurus panjang yang ujungnya diberi tanda panah ( → ).
Resultan gaya (Paduan gaya).
Paduan gaya merupakan gaya
pengganti antara dua gaya atau lebih yang bekerja pada sebuah benda yang sama.
- Resultan gaya yang searah dijumlahkan (∑F = F1 +F2 + ......)
- Resultan gaya yang berlawanan arah resultannya dikurangkan (∑F = F1 - F2 )
- Dua gaya yang tegak lurus resultan gayanya merupakan akar kuadrat dari kedua gaya.
Contoh soal:
Tiga orang anak mendorong sebuah gerobak dengan
besar gaya masing - masing 120 N, 80 N dan 150 N. Hitung resultan gaya
yang bekerja!
Diketahui:
F1 = 120
N
F2 = 80 N
F3 = 150 N
Ditanyakam: ∑F....?
Jawab :
∑F
= F1 + F2 +F3 (dijumlahkan karena ketiga gaya bekerja searah)
∑ F
= 120 + 80 + 150
∑ F
= 350 N
Hukum Newton
Hukum Newton I/ Hukum Kelembaman
Suatu benda akan memiliki sifat untuk
mempertahankan kedudukannya, sifat ini dijelaskan dalam hukum I Newton.
Hukum Newton berbunyi “Jika resultan
gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka benda itu akan terus diam
jika posisi awalnya diam atau bergerak dengan kecepatan konstan jika posisi
awal benda bergerak. Hukum I Newton dirumuskan sebagai berikut:
∑F = 0
Contoh penerapan Hukum Newton I:
Ketika kamu mengemudi motor dan kamu mengeremnya
maka kamu akan terdorong ke belakang.
Kotoran yang menempel pada selimut akan
mempertahankan kedudukannya ketika
dikibaskan/hentakkan.
Hukum II Newton
Bunyi hukum II Newton berbunyi percepatan sebuah
benda sebanding dengan dengan gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan
massanya.
Hukum II Newton dapat dinyatakan dalam persamaan:
∑F = m.a
Contoh penerapan hukum II Newton: Ketika kita
mendorong gerobak terasa lebih ringan daripa mendorong sebuah truk.
Contoh soal
Sebuah lokomotif bermassa 50 ton melaju dengan
resultan gaya 50.000 N. Berapakah percepatan yang di alami lokomotif tersebut?
Diketahui:
m = 50
ton = 50.000 kg
F = 50.000 N
Ditanya : a . . . . .?
Jawab :
F = m. a
50.000
= 50.000. a
50.000/50.000
= a
1 = a
Jadi
percepatan yang dialami oleh lokomotif adalah
1 m/s2
Seorang anak mendorong balok yang bermassa 5 kg
pada permukaan mendatar licin dengan gaya sebesar 60 N, jika gaya gesek dengan
lantai sebesar 50 N. Berapakah percepatan yang dialami benda?
Diketahui:
m = 5 kg
F = 60 N
fg
= 50 N
Ditanyakan : a . . .?
Jawab : F = m.a
F1
- fg = m.a
60
– 50 = 5.a
10
=5a
10/5
= a
2
= a
Jadi
percepatan yang dialami benda adalah 2
m/s2.
Wawan dan Yudi mendorong lemari dengan gaya
bertutur – turut 180 N dan 220 N. Massa lemari sebesar 80 kg. Apabila lemari
bergerak dengan percepatan sebesar 0,5 m/s2. Berapakah gaya gesek
yang bekerja?
Diketahui:
F1 = 180 N
F2 = 220
N
m = 80 kg
a = 0,5
m/s2
Ditanya : fg. . . .?
Jawab :
F = m. a
(F1 + F2)
- fg = m.a
( 180 +
220) –fg = 80 . 0,5
400 – fg
= 40
400 – 40 =
fg
360 = fg
Jadi gaya
gesek yang dialami benda adalah 360 N
Wawan dan Yudi mendorong lemari dengan gaya
bertutur – turut 180 N dan 220 N. Massa lemari sebesar 80 kg. Apabila lemari
bergerak dengan kecepatan konstan. Berapakah gaya gesek yang bekerja?
Diketahui:
F1 = 180 N
F2 = 220
N
m = 80 kg
Ditanya : fg. . . .?
Jawab :
F = m. a
(F1 + F2)
- fg = m.a
(180
+220) - fg = m.a (dengan
kecepatan konstan berarti GLB sehingga a = 0)
400 - fg
= 80 . 0
400 = fg
Sebuah truk bermassa 2 ton dan membawa pasir sebesar
1000 kg berjalan dengan percepatan 1,2 m/s2. Berapa percepatan maksimum ketika ditambahi
muatan pasir sebesar 600 kg?
Diketahui :
m truk =
2ton = 2.000 kg
m pasir
= 1.000 kg
a1
= 1,2 kg/m2
Ditanya a2 . . .?
Jawab :
F1
=F2
m1.a1
= m2.a2
3.000
. 1,2 = 3600.a2
3600
=3600.a2
3600
/ 3600 =a2
1
= a2
Jadi percepatan maksimum truk adalah 1 m/s2.
Sebuah benda bermassa 20 kg bergerak dengan kecepatan 8 m/s. Kecepatan
benda berubah menjadi 4 m/s setelah menempuh jarak 8 m. Berapa gaya yang
bekerja jika gaya yang bekerja berlawanan dengan arah gerak benda?
Diketahui:
m = 20 kg
v0= 8 m/s
vt = 4 m/s
S = 8 m
Ditanya:F
. . . ?
Jawab:
Vt2 =v02
-2.a.s
42 = 82
-2.a.12
16 = 64 – 24a
16 – 64 = -24a
-48 = -24a
-48/-24 = a
2 = a
F = m.a
F = 20. 2
F = 40 N
Jadi gaya yang bekerja pada benda
tersebut adalah -40 N
Hukum III
Newton (Hukum aksi reaksi)
Bunyi hukum
III Newton : Besarnya gaya aksi sama dengan gaya reaksi, tetapi arahnya berlawanan.
Secara
matematis dirumuskan:
F aksi = -F reaksi
Contoh gaya
aksi reaksi:
1.
Orang yang sedang berenang
2.
Orang yang menaiki tangga
Roket yang melesat ke udara