GAYA

Gaya dan Satuannya

Gaya adalah tarikan atau dorongan yang bekerja pada suatu benda dan memiliki arah tertentu.

Satuan gaya dalam SI (Sistem Internasional) dinyatakan dalam Newton (N). Satu Newton adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda yang massanya 1 kilogram sehingga menimbulkan percepatan sebesar 1 m/s².

1 N = 1 kg.m/s² = 10⁵ g.cm/s² = 10⁵ dyne

Gaya termasuk besaran vektor, yakni besaran yang memiliki nilai dan arah. Misal sebuah gaya digambarkan dengan anak panah OD sebagai berikut :

Titik O merupakan titik tangkap gaya atau titik gaya tersebut mulai bekerja, titik D menyatakan arah gaya, dan OD menyatakan besarnya gaya.

Jika panjang OD adalah 5 cm dan setiap 1 cm mewakili gaya 2 N, maka besar gaya OD tersebut adalah 5 cm × 2 ^N/_cm = 10 N.

Resultan Gaya

Resultan gaya adalah gaya pengganti dari beberapa gaya yang bekerja pada suatu benda.

1. Resultan dari 2 gaya yang sejajar, segaris, dan searah sama dengan jumlah dari setiap gaya.
R = F₁ + F₂
2. Resultan dari 2 gaya yang sejajar, segaris, dan berlawanan arah sama dengan selisih kedua gaya tersebut.
R = F₁ - F₂
3. Resultan dari 2 gaya yang sejajar, segaris, berlawanan arah, dan sama besar adalah nol.
R = F₁ - F₂ = 0

Soal :

1. Umar dan Ali mendorong lemari ke kiri secara bersamaan, besarnya gaya masing-masing adalah 30 N dan 20 N. Total gaya yang dilakukan Umar dan Ali terhadap lemari adalah ....
2. Tentukan resultan gaya yang bekerja pada benda berikut!

Pengaruh gaya pada benda

1. Gaya dapat mengubah gerak benda (benda diam menjadi bergerak atau benda bergerak menjadi diam)
2. Gaya dapat mengubah arah gerak benda
3. Gaya dapat mengubah bentuk benda

Macam-macam Gaya

1. Gaya sentuh

Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja secara langsung pada suatu benda melalui sentuhan. Contohnya gaya pegas dan gaya gesek.

Gaya pegas

Gaya yang dapat terjadi pada benda yang memiliki sifat elastis misalnya pegas/per dan karet.

Gaya gesek

Gaya gesek terjadi pada 2 permukaan benda yang bersentuhan. Gaya gesek yang terjadi antara 2 permukaan benda sebelum benda bergerak disebut gaya gesek statis. Sedangkan gaya gesek yang terjadi pada 2 permukaan benda saat benda sedang bergerak disebut gaya gesek kinetis. Arah gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda. Besar kecilnya gaya gesek dipengaruhi oleh kasar atau licinnya permukaan yang bergesekan.

2. Gaya tak sentuh

Gaya tak sentuh adalah gaya yang bekerja pada suatu benda secara tak langsung. Contohnya gaya gravitasi bumi, gaya magnet, dan gaya listrik.

Gaya gravitasi bumi

Gaya gravitasi bumi menyebabkan benda yang jatuh akan mengarah ke pusat bumi. Berat suatu benda di bumi besarnya sama dengan besarnya gaya gravitasi bumi pada benda tersebut. Berat benda dirumuskan :
W = m × g
Keterangan :
W = berat benda (N)
m = massa (kg)
g = percepaan gravitasi (m/s²)

Soal :

1. Apabila massa suatu benda adalah 25 kg dan percepatan gravitasi bumi sebesar 10 m/s², maka berat benda tersebut adalah ....
2. Benda bermassa 30 kg jika benda tersebut akan dibandingkan beratnya dengan cara ditimbang di daerah pontianak dan di kutub utara.
   Apakah hasil timbangannya menunjukkan nilai yang sama?
   Jika berbeda, dimanakah berat benda menunjukkan nilai yang lebih besar?
3. Benda bermassa 45 kg di bawa ke bulan. Jika percepatan gravitasi di bumi rata-rata adalah 9,8 m/s² dan percepatan gravitasi di bulan adalah ⅙ percepatan gravitasi bumi, tentukan massa dan berat benda tersebut di Bulan.

Hukum Newton

Hukum Newton I

“Jika resultan yang bekerja pada benda sama dengan nol, benda yang mula-mula diam akan tetap diam dan benda yang mula-mula bergerak akan tetap bergerak lurus beraturan.”

• Pada saat seseorang sedang duduk di dalam mobil yang sedang melaju dan tiba-tiba mobil tersebut direm secara mendadak, maka tubuh orang tersebut akan terjerembab ke depan.
• Pada saat benda sedang bergerak dengan kecepatan tetap dan diberikan 2 gaya yang berlawanan sama besar maka benda akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap.
• Pada saat benda diam dan diberikan 2 gaya yang berlawanan arah sama besar maka benda akan tetap diam.

Soal :

1. Sebuah balok beratnya 20 N digantung dengan tali pada tiang yang mendatar. Jika balok tersebut dalam keadaan seimbang tentukan nilai tegangan talinya!
2. Sebuah balok memiliki massa 5 kg diam di atas lantai, berapakah gaya yang bekerja pada benda tersebut!

Hukum Newton II

“Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada benda berbanding lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

atau

Saat kita mendorong suatu benda hingga benda tersebut bergerak, pergerakan benda dapat lebih cepat jika pada benda dikenai gaya dorong yang lebih besar dari sebelumnya.

Soal :

1. Sebuah balok yang massanya 3 kg berada di atas lantai yang licin, kemudian balok tersebut di beri gaya dorong sebesar 12 N, percepatan balok tersebut adalah ....
2. Sebuah gaya F dikerjakan pada benda yang massanya 2 kg akan menghasilkan percepatan 1,5 m/s², jika gaya F dikerjakan pada benda yang massanya 0,5 kg maka percepatan yang dihasilkan adalah ….
3. Sebuah balok yang massanya 2 kg berada di atas lantai yang kasar, kemudian balok tersebut di beri gaya dorong sebesar 12 N. Jika gaya gesek yang bekerja selama balok tersebut bergerak adalah 2 N, percepatan balok tersebut adalah ....
4. Sesorang yang massanya 45 kg berada di dalam lift yang sedang bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s². Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s² tentukan berat orang tersebut di dalam lift!

Hukum Newton III

“Jika benda pertama mengerjakan gaya terhadap benda kedua, benda kedua akan memberikan gaya terhadap benda pertama yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan.”

Orang yang mendayung sampan, gaya aksinya adalah dayung yang mengayuh ke belakang, gaya reaksinya adalah sampan terdorong ke depan.