GAYA Gaya Pengertian Gaya

GAYA

Gaya

Pengertian Gaya.

Di dalam ilmu fisika, gaya adalah pengaruh apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassamengalami perubahan, baik dalam bentuk gerakan, arah, maupun konstruksi geometris. Dengan kata lain, sebuah gaya dapatmenyebabkan sebuah objek denganmassa tertentu untuk mengubah kecepatannya(termasuk untuk bergerak dari keadaan diam), atau berakselerasi, atau untuk terdeformasi. Gaya memilikibesar dan arah, sehingga merupakan besaran vektor.Satuan SI yang digunakan untuk mengukur gaya adalahNewton (dilambangkan dengan N). Gaya sendiri dilambangkan dengan simbol F.

Hukum kedua Newton menyatakan bahwa gaya bersih yang bekerja pada suatu

benda sama dengan kecepatanpada saat momentumnya berubah terhadap waktu. Jika massa objek konstan, maka hukum ini menyatakan bahwa percepatan objek berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada objek dan arahnya juga searah dengan gaya tersebut, dinyatakan dengan

F = m . a

Konsep yang berhubungan dengan gaya antara lain: gaya hambat, yang mengurangi kecepatan benda, torsi yang menyebabkan perubahan kecepatan rotasi benda. Pada objek yang diperpanjang, setiap bagian benda menerima gaya, distribusi gaya ke setiap bagian ini disebut regangan.Tekanan merupakan regangan sederhana. Regangan biasanya menyebabkan deformasi pada benda padat, atau aliran pada benda cair.

Sejarah Gaya

Aristoteles dan pengikutnya meyakini bahwa keadaan alami objek di Bumi tak bergerak dan bahwasannya objek-objek tersebut cenderung ke arah keadaan tersebut jika dibiarkan begitu saja. Aristoteles membedakan antara kecenderungan bawaan objek-objek untuk menemukan “tempat alami” mereka (misal benda berat jatuh), yang menuju “gerak alami”, dan tak alami atau gerak terpaksa, yang memerlukan penerapan kontinyu gaya. Namun teori ini meskipun berdasarkan pengalaman sehari-hari bagaimana objek bergerak missal kuda dan pedati), memiliki kesulitan

Secara esensi, ia memberi definisi matematika pertama kali dan hanya definisi matematika dari kuantitas gaya itu sendiri - sebagai turunan waktu momentum: F = dp/dt. Pada tahun 1784 Charles Coulombmenemukan hukum kuadrat terbalik interaksi antara muatan listrik menggunakan keseimbangan torsional, yang mana adalah gaya fundamental kedua. Gaya nuklir kuat dan gaya nuklir lemah ditemukan pada abad ke 20. Dengan pengembangan teori medan kuantum dan relativitas umum, disadari bahwa “gaya” adalah konsep berlebihan yang muncul dari kekekalan momentum (momentum 4 dalam relativitas dan momentum partikel virtual dalam elektrodinamika kuantum). Dengan demikian sekarang ini dikenal gaya fundamental adalah lebih akurat disebut “interaksi fundamental”.

Macam-Macam Gaya

Gaya yang menyebabkan terjadinya perubahan pada benda dapat

dikelompokkan berdasarkan penyebabnya dan berdasarkan pada sifatnya. Macam-macam gaya berdasarkan

penyebabnya adalah:

a) Gaya listrik, yaitu gaya yang timbul karena adanya muatan listrik.

b) Gaya magnet, yaitu gaya yang berasal dari kutub-kutub magnet, berupa tarikan atau tolakan.

c) Gaya pegas, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh pegas.

d) Gaya gravitasi, yaitu gaya tarik yang berasal dari pusat bumi. e) Gaya mesin, yaitu gaya yang berasal dari mesin.

f) Gaya gesekan, yaitu gaya yang ditimbulkan akibat pergeseran antara dua permukaan yang bersentuhan.

Resultan Gaya

Resultan gaya adalah gaya-gaya yang bekerja pada duatu benda dapat berupa gaya-gaya searah, berlawanan arah, saling tegak lurus, atau saling membentuk sudut. Berikut ini adalah resultan gaya gaya yang searah, dan berlawanan arah :

1. Resultan Gaya-Gaya Searah

Resultan gaya-gaya searah adalah penjumlahan dua buah gaya atau lebih yang memiliki arah yang sama.

FA FB

FR = FA + FB

Misalnya, dua orang sedang mendorong sebuah meja dengan gaya masing-masing 60 N dan 45 N. gaya kedua orang yg mempengaruhi meja tersebut menjadi 105 N.

N dan anak kedua mengeluarkan gaya sebesar 30 N, maka besar resultan gaya yg akan dikeluarkan oleh kedua anak tersebut dapat dilukiskan dengan menggunakan

diagram panah seperti pada contoh dibawah.

20 N

30 N

Resultan gaya dari kedua gaya tersebut dapat dinyakatan dengan FR = F1 + F2 = 20 N + 30 N = 50 N. panjang anak panah menyatakan nilai atau besar gaya, sedangkan arah anak panah menyatakan arah gaya.

2. Resultan Gaya-Gaya yg Berlawanan Arah

Apabila pada sebuah benda bekerja dua gaya yang segaris tetapi berlawanan arah, besarnya kedua gaya tersebut dapat digantidengan sebuah gaya yg

besarnya sama dengan selisih kedua gaya tersebut dan arahnya sama dengan arah gaya yg besar.

FA FB FR = FB - FA

Misalnya pada peristiwa tarik tambang, tali akan bergerak kearah tim yg kuat.

Gaya yg mengarah kekanan atau atas bernilai positif dan gaya yg mengarah ke kiri bawah bernilai negative. Jadi, untuk melukiskan gaya digunakan aturan sebagai berikut.

a. Panjang anak panah melukiskan besarnya gaya. b. Arah anak panah merupakan arah gaya.

c. Pangkal anak panah merupakan titik tangkap gaya.

3. Resultan Gaya Saling Tegak Lurus

FB

FR =

√

Fa2+

√

Fb2

Hukum – Hukum Gaya

Hukum I Newton

Hukum I Newton berbunyi: “Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang mula-mula diam akan terus diam (mempertahankan keadaan diam). Sedangkan, jika benda itu bergerak, maka ia akan bergerak terus dengan kecepatan tetap”.

Pada awalnya, penelitian yang dilakukan Newton merupakan pengkajian ulang terhadap penelitian yang dilakukan Galileo terhadap gerak benda pada lintasan melengkung, dari sebuah pertanyaan sederhana mengenai perlu tidaknya gaya luar diberikan pada suatu benda yang

bergerak untuk terus bergerak. Kemudian, Galileo membuat suatu lintasan lengkung yang cukup licin dan menjatuhkan bola pada lintasan tersebut.

Ia mengamati bahwa pada lintasan 1 dan 2 benda akan terus bergerak dari lengkungan kiri ke lengkungan kanan sampai ketinggian semula dan terus berulang. Sementara, pada lintasan 3, ia mengamati bahwa bola itu bergerak dan menempuh jarak yang sangat jauh dengan kelajuan yang hampir tetap. Setelah menempuh lintasan yang lurus, lambat laun kemudian bola berhenti. Terhadap pengamatannya ini, Galileo menyatakan bahwa gerak bola berhenti karena adanya gaya gesekan. Jika gaya gesekan ini diabaikan, maka tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut dan bola akan terus bergerak dengan kelajuan tetap pada lintasan lurus tanpa

membutuhkan gaya luar Kesimpulan Galileo inilah yang dikaji ulang oleh Newton. Dari hasil pengkajian ulang ini, Newton menyatakan hukum pertamanya. Untuk

menghargai jasanya, hukum ini kemudian dikenal dengan nama Hukum I Newton.

Contoh penerapan hukum I Newton ;

 Meja diam tidak akan bergerak kecuali digerakkan atau mendapat gaya dari luar.

 Menarik taplak meja dengan cepat tidak akan membuat makanan yg sudah

terlanjur ditaruh diatasnya jatuh.

 Penumpang secara tidak sengaja akan terdorong kedepan ketika dilakukan pengereman mendadak.

 Pola pada ayunan bandul sederhana.

 Penggunaan roda gila pada mesin mobil.

∑

F = 0 , maka v = 0 , atau v = C (Konstan)

Hukum II Newton

Bunyi dari Hukum Newton II yaitu : “percepatandari suatu benda akan sebanding dengan jumlah gaya yang dikeluarkan namun perbandingan terbalik dengan massanya” . untuk gaya dinyatakan dengan satuan Newton, sedangkan Massa dinyatakan dg satuan kg. Semakin besar massa yg dikeluarkan maka semakin besar pula gaya dan percepatan yg dikeluarkan.

Jika Hukum I Newton berbicara tentang resultan gaya yang sama dengan nol, maka Hukum II Newton berbicara tentang gaya yang bekerja pada benda yang

resultan gayanya tidak sama dengan nol. Perbandingan massa benda dan gaya yang bekerja padanya disebut percepatan. Percepatan yang ditimbulka oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dan searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda. Secara matematis ditulis:

F = m.a

Contoh penerapan hukum II Newton :

 Ketika kita berada dalam lift.

 Taksi yg sedang melaju dijalan akan mendapatkan percepatan yang sebanding, namun massanya berbanding terbalik.

 Ketika bermain kelereng, kelereng yg lebih besar akan lebih lambat melaju

dibandingkan dg kelereng yg kecil.

 Menindahkan barang pada bidang yang miring.

 Mengendarai mobil di jalan menurun.

Hukum III Newton

Bunyi Hukum III Newton adalah, “Jika benda 1 mengerjakangaya pada benda 2, maka benda 2 akan mendapatkangaya sesuai dengan besar gaya yg diterima namun arahnya berlawanan”. Dapat dikatakan secara sederhana gaya reaksi sama dengan gaya aksi.

Jika sebuah benda A mengerjakan gaya pada benda B, maka benda B juga akan mengerjakan gaya reaksi pada benda A yang sama besar, tetapi berlawanan arah. Gaya ini dikenal dengan gaya aksi-reaksi.

Sifat-sifat gaya aksi-reaksi adalah: a) Gaya yang bekerja besarnya sama. b) Arahnya berlawanan.

c) Terletak pada satu garis lurus.

d) Bekerja pada dua benda yang berbeda. Contoh penerapan Hukum III Newton:

 Peristiwa jatuhnya buah dari pohon.

 Peristiwa gaya tarik-menarik ataupun tolak menolak pada gaya magnet.

 Gas panas yg dikeluarkan roket ketika pertama kali meluncur akan mendorong roket tersebut naik ke atas.

F1 = - F2

Contoh Soal

1. Gaya Sebesar 20 N bekerja pada sebuah benda yg bermassa m kg, menyebabkan percepatan sebesar 8m/s2_{, maka massa benda tersebut adalah?}

Pembahasan: F = m . a

M = F_a = 20₈ = 2,5 kg.

2. Pada perlombaan tarik tambang, gaya gaya yg bekerja pada tambang tersebut berlawanan arah. Misalkan kelompok pertama menarik tambang kearah kiri

sebesar 35 N dan kelompok kedua menarik tambang kearah kanan sebesar 40 N. Berapakah besar resultan gaya yg dihasilkan oleh kedua kelompok tersebut pada tarik tambang ?

Jawab: 35 N

40 N

Dari diagram diatas, resultan gaya kedua vector itu dapat dinyatakan dengan : FR = F1 + F2 = (-35) N + 40 N = 5 N. oleh karena gaya yg dihasilkan kelompok kedua lebih besar daripada gaya yg dihasilkan kelompok pertama, maka resultan gaya yg bekerja pada tambang adalah 5 N kearah kanan (kearah kelompok kedua)

3. Andi dan Budi, bersama-sama mendorong sebuah gerobak kea rah kanan. Jika Adi mengeluarkan gaya sebesar 25 N, dan Bani mengeluarkan gaya sebesar 35 N. Maka, berapakah resultan gaya yg dikeluarkan Adi (FA) dan Bani (FB)?

Jawab Diketahui: FA = 25 N

FB = 35 N

FR = …?