BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang
Dalam fisika gaya diartikan sebagai tarikan atau dorongan. Gaya termasuk salah satu dari besaran vektor karena selain mempunyai nilai gaya juga mempunyai arah. Alat untuk mengukur gaya adalah neraca pegas atau dinamometer. Satuan gaya dalam SI adalah Newton (N). Bentuk gaya tidak bisa kita dilihat, namun kita dapat merasakan pengaruh suatu gaya. Semakin besar gaya, makin besar pula tenaga yang diperlukan.
Gaya memiliki beberapa sifat diantaranya : 1. Gaya dapat mengubah bentuk suatu benda.
2. Gaya dapat mengubah arah gerak suatu benda 3. Gaya dapat menyebabkan benda bergerak
Gaya yang diberikan terhadap suatu benda akan memberikan pengaruh terhadap benda tersebut.
Pengaruh Gaya terhadap Benda diantaranya : Benda yang diam akan bergerak jika diberi gaya.
Contoh : mobil yang mogok akan bergerak ke depan jika di dorong, bola yang diam akan melambung keika di tendang. Dalam kasus tersebut gaya berpengaruh terhadap gerak benda.
Benda yang sedang bergerak, apabila diberi gaya mengakibatkan benda tersebut diam, berubah arah geraknya ataupun bergerak lebih cepat
Contoh : bola yang bergerak akan diam ketika ditangkap, kelereng yang menggelinding akan berubah arah ketika menabrak tembok.
Benda yang dikenai gaya mengakibatkan benda berubah bentuk.
Contoh : Kaleng bekas minuman penyok ketika di injak, beras akan menjadi tepung beras ketika di tumbuk.
Tujuan
Untuk mengetahui jenis-jennis gaya?
Untuk mengetahui rumus gaya?
BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Gaya
Gaya adalah suatu besaran yang menyebabkan benda bergerak. Gaya dapat mengakibatkan perubahan – perubahan sebagai berikut :
1) benda diam menjadi bergerak 2) benda bergerak menjadi diam 3) bentuk dan ukuran benda berubah 4) arah gerak benda berubah
Berdasarkan Hukum II Newton “ Massa benda dipengaruhi oleh gaya luar yang berbanding terbalik dengan percepatan gerak benda tersebut“
Secara matematis ditulis :
F = m.a ………(1) dimana : m = massa [kg]
a = percepatan [m/dt 2 ] F = kg.m/det 2 = N (Newton) B. Macam - Macam Gaya
Berdasarkan penyebabnya, gaya dikelompokkan sebagai berikut : 1. gaya mesin, yaitu gaya yang berasal dari mesin
2. gaya magnet, yaitu gaya yang berasal dari magnet 3. gaya gravitasi, gaya tarik yang diakibatkan oleh bumi 4. gaya pegas, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh pegas
5. gaya listrik, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik
Halaman: 2
Universitas islam As-syafi’iyah Jurusan teknik mesin 2015
Berdasarkan sifatnya, gaya dikelompokkan menjadi :
1. gaya sentuh, yaitu gaya yang timbul karena titik kerja gaya, langsung bersentuhan dengan benda.
2. gaya tak sentuh, yaitu gaya yang timbul walaupun titik kerja gaya tidak bersentuhan dengan benda
C. Metode Dasar Pengukuran Gaya
Metode 1 .Menyeimbangkan gaya ini dengan gaya gravitasi yang sudah diketahui dari suatu massa standar, baik langsung ataupun memakai sistem tuas tuas.
Metode ini digambarkan dengan neraca analitis, neraca bandul dan timbangan kodok. Neraca analitis meskipun dasar kerjanya sederhana, tetapi meminta perencanaan dan operasi yang cermat untuk mencapai hasil maksimal. Lengan neraca direncanakan sedemikian rupa, sehingga titik pusat massanya berada sedikit (beberapa perseribu inci) di bawah tumpuan tajam dan oleh karena iti berada dalam keseimbangan yang sangat stabil. Ini mengakibatkan defeksi lengan neraca ( pada instrumen yang peka dibaca dengan memakai mikrometer optik) penunjuk yang peka terhadap ketidakseimbangan. Pada ujung bawah daerah ukur instrumen tertentu, sering kali defeksi cahaya digunakan sebagai pembacaan pengukuran di samping dipakai untuk menyeimbangkan neraca dengan jalan penambahan beban atau mengatur panjang lengan beban ukur. Pendekatan ini lebih cepat daripada membuat penunjukan nol tetapi hubungan sudut defeksi dan keadaan tidak seimbang, harus diketahui secara tepat dan harus stabil.
Hubungan ini cenderung untuk berubahubah dengan besarnya beban pada neraca, karena perubahan bentuk tumpuan tajam dan sebagainya, tetapi perencanaan yang cermat dapat memberikan kesalahan sekecil mungkin.
Untuk pengukuran pengukuran dengan ketelitian yang tinggi, gaya tekan ke atas pada massa standar yang disebabkan oleh udara harus diperhitungkan . Neraca neraca yang sangat peka harus diletakan di dalam ruangan yang dikendalikan suhunya dan dijalankan dengan pengaturan jauh
Halaman: 4
Universitas islam As-syafi’iyah Jurusan teknik mesin 2015
untuk mengurangi pengaruh suhu badan operator dan arus konveksi panas.
Umumnya beda suhu 1/20o
C antara kedua lengan neraca akan menyebabkan perbandingan
panjang lengan berubah dengan 1/1.000.000 bagian, cukup besar untuk beberapa pemakaian.
Gambar 1. Neraca Analitis
Neraca bandul adalah instrumen jenis defeksi, yaitu gaya yang tidak diketahui diubah menjadi torsi yang diseimbangkan dengan torsi massa standar yang tetap yang diatur sebagai bandul. Bentuk praktis dari dasar kerja ini menggunakan suatu bentuk sector tertentu dan pita baja untuk melinierkan hubungan sudut torsi bandul yang tidak linier. Gaya yang tidak diketahui Fi, dapat dikerjakan langsung atau dengan memakai system tuas tuas, seperti yang terlihat pada timbangan kodok, untuk memperlebar daerah ukur. Suatu sinyal listrik yang sebanding dengan gaya sangat mudah didapat dengan memakai transducer pergeseran sudut yang diletakakan dalam timbangan untuk mengukur sudut θ. Timbangan kodok menggunakan sistem tuastuas untuk mengukur gaya yang besar, dengan memakai standar berat yang jauh lebih kecil. Batang lengan neraca diseimbangkan dengan mengkombinasikan dengan tepat pemberat gantung dan tangan tuas pemberat geser spanjang skala yang sudah dikalibrasi. Timbangan ini dapat mengadakan gerak keseimbangan sendiri dengan menambahkan sensor listrik untuk pergeseran untuk mendeteksi keadaan seimbang dan sebuah sistem penguat motor untuk menggerakan pemberat geser pada posisi seimbang. Keuntungan lain yang menarik adalah bahwa bila a/b=c/d, pembacan timbangan tidak terpengaruh pada letak Fi pada timbangan. Karena hal ini sangat menguntungkan, kebanyakan timbangan yang ada dipasaran dilengkapi dengan cara ini dengan menggunakan sistem suspensi seperti yang ditunjukkan gambar atau sistem lain yang menghasilkan keadaan yang sama. Bila neraca analitis hampir hanya digunakan untuk “penimbangan berat” (sebetulnya menentukkan massa) dari suatu benda atau bahan kimia,
Halaman: 6
Universitas islam As-syafi’iyah Jurusan teknik mesin 2015
timbangan kodok dan neraca bandul juga digunakan untuk pengukuran gaya, seperti yang terdapat dalam penentuan daya poros pada dinamometer, ketiga instrumen itu terutama digunakan untuk pengukuran gaya statik.
(a)
( b )
Gambar 2. (a) Neraca Bandul,(b) Neraca Kodok
Metode 2. Mengukur percepatan suatu benda dengan massa tertentu yang dipengaruhi gaya yang akan diukur.
Penggunaan pengukuran percepatan untuk mengukur gaya, terbatas sekali penggunaannya karena gaya yang ditentukan merupakan gaya resultan pada suatu massa.
Halaman: 8
Universitas islam As-syafi’iyah Jurusan teknik mesin 2015
Seringkali beberapa gaya yang tidak diketahui bersamasama bekerja , dan gayagaya tersebut tidak dapat diukur secara terpisah dengan metode ini.
Gambar 3. Mengukur percepatan suatu benda dengan massa tertentu
Metode 3. Menyeimbangkan dengan gaya magnetik yang dihasilkan oleh interaksi antara kumparan beraliran listrik dan suatu magnit.
Neraca elektromagnetik memakai sebuah detektor fotoelektrik ( atau sensor pergeseran yang lain) untuk mendeteksi keadan seimbang, sebuah penguat dan kumparan torsi dalam suatu sistem servo untuk menyeimbangkan perbedaan antara gaya yang tidak diketahui Fi dengan gaya gravitasi pada massa standar. Keuntungankeuntungan relative dibandingkan dengan neraca mekanis adalah mudah dipakai, kurang peka terhadap lingkungan, lebih cepat mengukur, ukuran yang lebih kecil dan kemudahan untuk pengukuran jarak jauh, Juga sinyal listrik yang dihasilkan sangat berguna untuk penggunaan perekam yang terus menerus dan/atau untuk mengendalikan otomatis.
Neraca neraca yang diperlengkapi dengan mikroprosesor akan memberikan keuntungan yang lebih besar lagi, dapat dipakai untuk berbagai keperluan dan cepat digunakan dengan memakai banyak tatacara rutin yang
mungkin. Sistem beratcara otomatik menghilangkan pengaruh berat wadah dari berat total dan memberikan berat bersih pada keadaan di mana barang yang ditimbang ada dalam wadah. Program program statistis, melaksanakan perhitungan harga ratarata dan deviasi standar untuk suatu rentetan pengukuran berat, “Menghitung” bagian kecil dengan penimbangan dipercepat dengan memprogram mikroprosesor untuk membaca langsung jumlah bagian bagian, bukan beratnya. Penimbangan yang teliti pada laboratorium binatang hidup (sulit dilaksanakan dengan timbangan biasa karena gerakan binatang) dapat dilaksanakan dengan merata ratakan pembacaan timbangan dengan selang waktu yang sudah dipilih terlebih dulu. Menghubungkan timbangan ( dengan sambungan luar atau di dalam) dengan sebuah alat perekam tulis untuk merekam hasil pengukuran akan mudah dilaksanakan dengan memakai mikroprosesor.
Gambar 4. Timbangan elektromagnetik
Metode 4. pengukuran tekanan fuida yang dipengaruhi oleh gaya yang diukur dengan sel hidrolik dan pneumatik.
Sel sel hidrolik berisi penuh dengan minyak dan biasanya bertekanan mula sekitar 30 lb/in 2. Pengerjaan beban akan menaikkan
Halaman: 10
Universitas islam As-syafi’iyah Jurusan teknik mesin 2015
