Materi Gaya semester 2

BAB VI: GAYA A. Pengertian Gaya

 Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang dikerahkan sebuah benda terhadap benda lain

 Gaya memiliki nilai dan arah karena itu termasuk

besaran vektor.

 Gaya dapat menyebabkan sebuah benda berubah bentuk, berubah posisi, berubah kecepatan, berubah panjang dan volume, dan juga berubah arah.  Satuan gaya menurut Sistem Internasional (SI) adalah

newton

(N), satuan yang

lain adalah

dyne,

1 N = 105 dyne.

 Gaya dapat diukur dengan neraca pegas

 Gaya dapat dibedakan menjadi dua, yaitu

gaya sentuh

dan

gaya tak sentuh

. 

Gaya sentuh

adalah gaya yang bekerja pada benda akibat adanya sentuhan.

Contoh: gaya otot dan gaya gesek.



Gaya tak sentuh

adalah gaya yang bekerja pada benda tanpa adanya sentuhan. Contoh: gaya gravitasi bumi dan gaya listrik.

 Suatu gaya digambarkan dengan diagram vektor berupa anak panah. Titik O disebut titik pangkal dan titik A disebut titik ujung.

 Panjang OA menyatakan nilai gaya dan arah panah menyatakan arah gaya. Contoh:

Gaya F1 sebesar 4 N ke kanan dapat digambarkan anak panah yang panjangnya 4 cm dengan arah ke kanan.

Gaya 4 N ke kanan

 Gaya F2 sebesar 6 N ke kiri dapat digambarkan anak panah yang panjangnya 6 cm dengan arah ke kiri

Gaya 6 N ke kiri

B. Penjumlahan Gaya

 Hasil penjumlahan atau pengurangan dua buah gaya atau lebih dalam suatu garis kerja akan menghasilkan satu gaya pengganti yang disebut

resultan gaya

 Jika gaya F1 dan F2 searah, maka resultannya adalah jumlah kedua gaya itu.

R = F1 + F2

F1 = gaya pertama (N) F2 = gaya kedua (N) R = resultan gaya (N)

 Jika gaya F1 dan F2 berlawanan arah, F1 > F2

Maka resultannya adalah selisih kedua gaya itu dan arahnya sesuai dengan gaya yang lebih besar.

 Menjumlahkan dua buah gaya yang saling berlawanan arah adalah dengan cara mengurangkan besar kedua gaya tersebut.

 Bagaimana jika besar kedua gaya itu sama? Berapakah resultannya ? apakah akibatnya? Tentu benda akan diam karena jumlah kedua gaya tersebut sama dengan nol.

 Keadaan ini disebut benda berada dalam

kesetimbangan.

 Jadi, suatu benda dikatakan setimbang apabila resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol.

C. Hukum Newton 1. Hukum I Newton

“Benda yang dalam keadaan

diam

akan

mempertahankan

keadaannya untuk

tetap diam

dan benda yang sedang

bergerak

lurus beraturan akan cenderung

mempertahankan keadaannya untuk bergerak lurus beraturan dalam arah yang sama selama tidak ada gaya yang bekerja padanya”.

 Dalam bentuk rumus hukum II Newton dapat dituliskan: F = 0

Bila gaya lebih dari satu, maka rumusnya: ∑F = 0

 Sifat benda untuk mempertahankan keadaannya yang tetap diam, yang bergerak lurus beraturan disebut inersia benda.

 Contoh inersia benda adalah: meja yang diam selamanya akan diam (tidak bergerak) selama tidak ada gaya yang bekerja padanya, karung di atas mobil terlempar ke depan ketika mobilnya tiba-tiba berhenti karena tabrakan.

2. Hukum II Newton

“Percepatan sebuah benda yang diberi gaya adalah sebanding dengan besar gaya dan berbanding terbalik degan massa benda”

 Dalam bentuk rumus hukum II Newton dapat dituliskan: F = m . a

Bila gaya lebih dari satu, maka rumusnya: ∑F = ∑m . a

Dimana: F = gaya (N)

M = massa benda (kg)

a = percepatan benda (m/s2₎  Contoh soal:

Sebuah mobil mempunyai massa 3.000 kg. Dari keadaan diam mulai bergerak setelah 12 sekon kecepatan mobil mencapai 6 m/s. Hitunglah gaya yang bekerja pada mobil !

Penyelesaian:

1. Mencari percepatan (a) a =

∆ V

∆ t

a =

(

6

−

0

)

m

/

s

(

12

−

0

)

s

a = 0,5 m/s2

2. Mencari gaya (F) F = m . a

F = 3.000 kg . 0,5 m/s2 F = 1.500 N

Jadi gaya yang bekerja pada mobil adalah 1.500 N

3. Hukum III Newton

“Setiap ada gaya

aksi,

maka akan selalu ada gaya

reaksi

yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”

 Artinya bahwa setiap ada

gaya aksi

akan timbul

gaya reaksi

yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.

 Misalnya: jika kamu duduk di atas kursi, berat badan kamu mendorong kursi ke bawah sedangkan kursi menahan (mendorong) badan kamu ke atas.

 Contoh lain: jika kamu memakai sepatu roda dan mendorong dinding, maka dinding akan mendorong kamu sebesar gaya yang kamu keluarkan tetapi arahnya berlawanan, sehingga kamu terdorong menjauhi dinding.

 Ciri gaya aksi-reaksi: a. Besarnya sama b. Arahnya berlawanan

c. Bekerja pada benda yang berlainan D. Gaya Gesekan

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

 Besar gaya gesekan ditentukan oleh kehalusan atau kekasaran permukaan benda yang bersentuhan.

 Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda tidak bergerak disebut

gaya gesekan

statis.

 Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda bergerak disebut

gaya gesekan

kinetis.

 Besar

gaya gesekan statis lebih besar

dari pada

gaya gesekan kinetis.

 Contoh gaya gesekan yang merugikan:

a. Gaya gesekan antara udara dengan mobil dapat menghambat gerak mobil. b. Adanya gaya gesekan pada roda dan porosnya, sehingga dapat

mengakibatkan aus.

 Contoh gaya gesekan yang menguntungkan:

a. Gaya gesekan pada rem dapat memperlambat laju kendaraan.

b. Gaya gesekan pada alas sepatu dengan jalan, sehingga orang bisa berjalan