Gaya dan penerapannya

A. Pengertian Gaya

Gaya adalah tarikan/dorongan. Gaya-gaya yang bekerja pada benda dapat mengakibatkan perubahan-perubahan sebagai berikut:

• ·         Benda diam menjadi bergerak
• ·         Benda bergerak menjadi diam
• ·         Bentuk dan ukuran benda berubah
• ·         Arah gerak benda berubah

Berdasarkan sifatnya, gaya dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu:

1)      Gaya sentuh

Adalah tarikan/dorongan yang terjadi karena adanya sentuhan diantara dua benda atau lebih.

2)      Gaya tak sentuh

Adalah tarikan/dorongan yang terjadi tanpa adanya sentuhan dengan benda atau ada jarak antara benda dan penyebabnya.

Berdasarkan penyebabnya, gaya dapat dikelompokkan menjadi 7 macam, yaitu: Gaya Otot, Gaya Pegas, Gaya Gesekan, Gaya Magnet, Gaya Listrik,

Gaya Gravitasi, dan Gaya Mesin

B.   Resultan Gaya

Gaya memiliki besar (nilai) dan arah karena gaya termasuk besaran vektor. Gaya dapat dilukiskan dengan menggunakan diagram vektor berupa anak panah.

Alat yang digunakan untuk mengukur gaya adalah neraca pegas atau dinamometer.

Dalam Sistem Internasional (MKS) satuan gaya adalah newton atau disingkat N.

1 N = 1 kg m/s2

 

 Dalam Sistem CGS satuan Gaya adalah dyne.

1 dyne = 1 g cm /s2

 

Hubungan newton dengan dyne adalah sebagai berikut:

1 N = 105 dyne

1 dyne = 10-5 N

 

 Gaya diberi lambang F yang berasal dari kata force.

 Beberapa gaya yang bekerja pada suatu benda dalam satu garis kerja  dapat diganti oleh sebuah gaya yang dinamakan resultan gaya.

Secara matematis besarnya resultan gaya (R) dinyatakan sebagai berikut:

R = F1 + F2 +F3 + . . .

 

Tanda positif (+) untuk gaya yang arahnya ke kanan/ke atas

Tanda negatif (-) untuk gaya yang arahnya ke kiri/ kebawah

C.   Gaya Gesek

Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua permukaan benda dengan arah berlawanan terhadap kecenderungan arah gerak benda.

Besar gaya gesekan bergantung pada kasar dan halusnya permukaan yang saling bergesekan. Permukaan yang kasar akan menimbulkan gaya gesekan yang relatif lebih besar daripada permukaan yang lebih halus. Gaya gesekan juga dipengaruhi berat benda, tetapi tidak dipengaruhi luas permukaan benda yang saling bergesekan.

Dalam kehidupan sehari-hari, gaya gesekan dapat menguntungkan dan sekaligus juga dapat merugikan kita.

1.      Gaya gesekan yang menguntungkan

a)      Gaya gesekan antara kaki dan permukaan lantai/jalan mengakibatkan kita dapat berjalan

b)      Gaya gesekan antara parasut dengan udara menyebabkan para penerjun dapat melayang di udara dan jatuh dengan perlahan.

c)      Sistem rem pada kendaraan untuk memperlambat/memberhentikan kendaraan.

2.      Gaya gesekan yang merugikan

a)      Gaya gesekan antara ban mobil/motor dengan jalan mengakibatkan ban mobil/motor cepat tipis.

b)      Alas sandal dan sepatu menjadi tipis karena sering bergesekan dengan jalan.

Gaya gesekan terbagi menjadi dua macam,yaitu:

1.      Gaya gesekan statis

Adalah gaya gesekan antara dua benda yang akan mulai bergerak atau diam.

2.      Gaya gesekan kinetik

Adalah gaya gesekan antara dua benda yang mana salah satu bendanya ada yang bergerak.

D.  Gaya Berat

Berat benda adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda tersebut.  Berat suatu benda dapat berubah bergantung pada besarnya gaya gravitasi. Besarnya gaya gravitasi bergantung [pada ketinggian letak suatu benda dari permukaan bumi. Semakin tinggi letak benda dari permukaan bumi, maka semakin kecil gaya gravitasinya.

Satuan berat dinyatakan dengan satuan gaya, yaitu newton (N). secara matematis, berat dinyatakan sebagai berikut:

Berat =  massa x percepatan gravitasi    W   =       m   .      g

 

 Keterangan:  w = berat (N)

                     m = massa (kg)

                      g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

E.   Hukum-hukum Newton

1.      Hukum I Newton

Hukum I Newton berbunyi:

“Setiap benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan apabila tidak ada gaya yang mengubah keadaan itu”.

Hukum I Newton dirumuskan sebagai berikut:

∑F =0

 

Beberapa contoh aplikasi Hukum I Newton dalam kehidupan sehari-hari:

a)      Seseorang yang turun dari sebuah bis yang masih melaju akan terjerembab mengikuti arah gerak bis.

b)      Atraksi seorang pengendara motor yang dapat mengangkat ban belakang motornya dengan cara mengerem ban depan secara mendadak ketika motor melaju.

2.      Hukum II Newton

Hukum  II Newton berbunyi:

“ Benda mengalami gaya akan memperoleh percepatan yang besarnya berbanding lurus dengan besar jumlah gayanya dan berbanding terbalik dengan massanya”.

Secara matematis, Hukum II Newton dirumuskan sebagai berikut:

a = F/m    atau F = m . a

 

Keterangan:  F = gaya yang bekerja pada benda (N)

                    m= massa benda (Kg)

                    a = percepatan benda (m/s²)

Beberapa contoh aplikasi Hukum II Newton dalam kehidupan sehari-hari:

a)      Mobil yang mogok akan lebih mudah didorong oleh dua orang, dibandingkan didorong oleh satu orang.

b)      Bola golf yang dipukul dengan keras akan bergerak lebih cepat dibandingkan dengan bola golf yang dipukul pelan.

3.      Hukum III Newton

Hukum III Newton berbunyi:

“ Jika suatu benda mengerjakan gaya (melakukan aksi) pada benda lain, maka timbul gaya reaksi dari benda tersebut terhadap benda semula gaya besarnya sama, sedangkan arahnya berlawanan”.

Secara matematis, hukum III Newton sebagai berikut:

F aksi = F reaksi atau  F1 = - F2

 

 Tanda negatif (-) menunjukkan kedua gaya berlawanan arah.

Beberapa contoh aplikasi Hukum III Newton dalam kehidupan sehari-hari:

a)      Temanmu mendorong meja. Gaya diberikan temanmu kepada meja.

b)      Paku memukul paku. Gaya diberikan palu kepada paku.