David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. (2010). FISIKA DASAR Edisi 7 Jilid 1, ed.
by Wibi Hardani, Ade M. Drajat, Lemeda Sinarmata, 7th edn. Jakarta: PT.
Gelora Aksara Pratama
BAB 3 GAYA
3.1. PENDAHULUAN
Ketika Anda memperhatikan dengan saksama, Anda akan menemui benda-benda yang ada di sekitar Anda selalu bergerak. Amatilah gerak benda-benda di sekitar Anda, bagaimana benda-benda tersebut dapat bergerak? Apa yang menjadi penyebab bergeraknya benda tersebut? Untuk memahami berbagai gejala alam tentang gerak benda tersebut maka dibutuhkan pemahaman tentang konsep gaya. Setelah mempelajari bab ini Anda diharapkan mampu memahami dan mermuskan konsep dasar tentang gaya. Sehingga Anda akan lebih terampil menerapkan konsep-konsep gaya dalam kehidupan sehari-hari.
Allah SWT. Telah menjelaskan konsep gaya di dalam Al-Qur’an di beberapa surah, salah satunya QS. Ar-Rahman : 60.
ٌن ٰسْحِلإْا َّلاِإ ِن ٰسْحِلإْا ُءىآ َزَج ْلَه Artinya: “Tidak ada balasan kebaikan kecuali dengan kebaikan pula”. (QS.
Ar-Rahman : 60)
Secara harfiah, ayat diatas menjelaskan tentang munculnya balasan kebaikan merupakan buah interaksi. Dalam ayat ini tersirat pula makna dari pemberian dan balasan berupa potensi yang dimiliki suatu benda.
Allah SWT juga berfirman dalam QS. Ar-Ra’d : 11.
ْن ِ م ٌتٰبِ قَعُم ٗهَل
Artinya: “Baginya (manusia) ada malaikat-malaikat yang selalu menjaganya bergiliran, dari depan dan belakangnya. Mereka menjaganya atas perintah Allah. Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan suatu kaum sebelum mereka mengubah keadaan diri mereka sendiri. Dan apabila Allah menghendaki keburukan terhadap suatu kaum, maka tak ada yang dapat menolaknya dan tidak ada pelindung bagi mereka selain Dia”. (QS. Ar-Ra’d : 11)
Ayat kedua menjelaskan bahwa Allah Maha Kuasa merubah nasib makhluk-Nya. Akan tetapi, hidup ini realistis, hidupseseorang tidak akan berubah jika dia tidak memberikan gaya yang lebih. Dalam ilmu fisika, suatu benda akan selalu diam jika tidak dikenai gaya. Begitu juga dengan benda yang bergerak akan selalu bergerak jika tidak ada gaya yang mempengaruhinya.
Pembahasan pada bab 3 ini meliputi pengetian gaya, jenis-jenis gaya, mengukur gaya, hukum-hukum Newton, dan gaya pada fenomena di sekitar kita yang diintegrasikan dengn ayat-ayat Al-Qur’an. Secara umum, capaian yang diharapkan pada bab ini adalah Mahasiswa PGMI mampu memahami konsep dasar tentang gaya tersebut berbasis Al-Qur’an serta mampu meumuskannya.
3.2. PENYAJIAN MATERI 3.2.1. Pengertian Gaya
Pasti kita sering mendengar kata gaya dalam kehidupan sehari-hari. Akan tetapi pengertian gaya dalam ilmu fisika berbeda dengan pengertian gaya yang kita fahami selama ini. Pengertian gaya menurut ilmu fisika adalah tarikan atau dorongan yang kita lakukan pada suatu benda. Apakah gaya yang Anda berikan kepada suatu benda memiliki arah? Tentu, gaya memiliki arah. Ketika Anda menarik benda ke depan, benda akan bergerak ke depan.
Tanpa sadar kita sering melakukan kegiatan yang berkaitan dengan gaya.
Misalnya, kita mendorong lemari, memindahkan buku, menimba air dari sumur menggunakan katrol, kuda yang sedang menarik kereta, kerbau menarik bajak di sawah, anak kecil yang mendorong meja tetapi meja tetap diam dan sebagainya. Semua kegiatan tersebut dapat terjadi karena adanya gaya tarikan atau dorongan baik dari manusia, hewan, atau benda terhadap benda lainnya.
Sebuah benda yang ditarik atau didorong (dikenai gaya) dapat bergerak atau berpindah tempat, akan tetapi tidak semua tarikan atau dorongan (gaya) yang mengenai benda menyebabkan benda tersebut bergerak atau berpindah tempat. Jika tarikan atau dorongan tersebut terjadi dikarenakan adanya kontak antara dua benda atau lebih, maka gaya tersebut dikatakan gaya kontak. Selain gaya kontak ada pula gaya tak kontak.
Gambar 3.1 Tarikan atau dorongan yang diberikan pada benda
Gaya yang berupa tarikan atau dorongan tersebut memiliki arah gaya. Tarikan memiliki arah yang mendekati manusia/hewan/benda yang menariknya. Dorongan
Gaya selaku besaran vektor digambarkan sebagai anak panah. Arah anak panah menggambarkan arah gaya, sedangkan panjang anak panah menggambarkan besar/kekuatan gaya. Perhatikan gambar di bawah ini:
Gambar 3.2 Vektor gaya
Jika kita perhatikan gambar di atas, terlihat bahwa arah gaya F1 dan F2 ke kanan, gaya F1 lebih kecil daripada gaya F2, arah gaya F3 dan F4 ke bawah, gaya F4 lebih besar daripada gaya F3. Gaya dapat menyebabkan bentuk, posisi, kecepatan, panjang, volume, atau arah suatu benda berubah, tergantung pada jenis kegiatannya. Simbol dari gaya adalah F singkatan dari Force. Satuan gaya dalam SI adalah Newton (N) sebagai penghormatan kepada seorang ilmu Fisika Inggris yng bernama Sir Isaac Newton (1642-1771). Alat untuk mengukur besar gaya adalah neraca pegas atau dinamometer seperti gambar di bawah ini.
Gambar 3.3 Jenis-jenis dinamometer
Gambar 3.4 Jenis-jenis dinamometer untuk skala (a) 0,2 N, (b) 1 N, (c) 2 N, (d) 5 N, (e) 10 N, (f) 20 N, dan (g) 100 N
Kegiatan Percobaan Percobaan 3.1
Kegiatan ini bertujuan untuk mengelompokkan kegiatan-kegiatan yang termasuk tarikan atau dorongan.
Alat dan bahan:
1. Katapel 2. Kelereng 3. Karet 4. Kursi 5. Bola sepak 6. Meja 7. Pegas / per 8. Tanah liat
9. Lilin mainan / plastisin 10. Bola tenis
Langkah kerja:
1. Lakukan kegiatan yang ada di dalam tabel 3.1
2. Berilah tanda (√) pada tabel 3.1 yang sesuai dan tanda (-) pada tabel 3.1 yang tidak sesuai
Tabel 3.1 Kegiatan yang memerlukan gaya
No Kegiatan Tarikan Dorongan
1 Merentangkan katapel 2 Menggelindingkan kelereng
No Kegiatan Tarikan Dorongan 4 Melempar bola tenis
5 Memindahkan meja 6 Memindahkan kursi 7 Menekan pegas / per
8 Membuat bola dari tanah liat 9 Menekan plastisin / lilin mainan 10 Menendang bola sepak
Percobaan 3.2
Kegiatan ini bertujuan untuk menyelidiki pengaruh gaya terhadap gerak benda.
Alat dan bahan:
masih menggunakan alat dan bahan pada Percobaan 1.
Langkah kerja:
1. Lakukan kegiatan di dalam tabel 3.2
2. Amatilah keadaan benda, apakah benda tersebut bergerak atau tidak Tabel 3.2 Kegiatan yang menyebabkan gerak
No Kegiatan Bergerak Tak Bergerak
1 Menginjak lantai 2 Menulis buku 3 Mendorong meja 4 Menarik kursi
5 Menendang bola sepak 6 Melempar bola tenis 7 Menekan per / pegas 8 Menarik karet
Berdasarkan beberapa percobaan di atas dapat kita simpulkan bahwa gaya adalah tarikan atau dorongan dan gaya dapat menyebabkan benda bergerak. Benda yang dikenai gaya dapat bergerak. Gerakan tersebut merupakan salah satu perubahan yang ditimbulkan oleh gaya.
3.2.2. Jenis-Jenis Gaya
Jenis-jenis gaya dapat kita temui dengan mudah dalam kehidupan sehari-hari.
Gaya tarik, gaya dorong, dan gaya gesek merupakan salah satu jenis gaya yang sering kita jumpai. Gaya dapat digolongkan berdasarkan sumbernya, yaitu dari mana asal tarikan atau dorongan. Gaya dapat pula digolongkan berdasarkan titik kerja gayanya.
Gaya yang titik kerjanya bersentuhan dengan benda disebut gaya sentuh, seperti gaya gesek dan gaya pegas. Sedangkan gaya yang titik kerjanya tidak bersentuhan dengan benda disebut gaya tak sentuh, seperti gaya gravitasi bumi, gaya magnet, dan gaya listrik statis.