Latest Updates
بِسْــــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم Bismillahirrahmanirrahim

Gaya dalam Fisika


Kata Kunci
Gaya, Percepatan, Massa

Peta konsep

Pengertian Gaya 

Tahukah kamu, apa yang menyebabkan balon udara dapat bergerak ke atas?. Balon udara bergerak ke atas karena adanya tekanan udara yang menimbulkan dorongan pada balon. Dalam fisika, dorongan disebut dengan gaya. Selanjutnya gaya diartikan sebagai tarikan atau dorongan

Gaya  menyebabkan benda diam menjadi bergerak, benda bergerak menjadi lebih cepat atau lebih lambat. Dalam hal ini gaya menyebabkan perubahan gerak benda. Selain itu gaya juga dapat menyebabkan perubahan bentuk, misalnya plastisin yang ditekan akan berubah bentuk. Jadi, gaya dapat merubah gerak ataupun bentuk benda
Tahukah kamu apa yang menyebabkan mobil dapat berjalan, apapula yang menyebabkan mobil dapat berhenti?. Mobil berjalan karena gaya dorong mesin dan berhenti karena gaya rem. Gaya seperti ini disebut dengan gaya kontak, yaitu gaya bekerja pada suatu benda melalui kontak (sentuh) langsung antara benda.
Selain gaya kontak adapula gaya tak kontak (tak sentuh), yaitu gaya yang bekerja tanpa melalui sentuhan (kontak) dengan benda. Apa yang menyebabkan seorang penerjun dapat meluncur ke bawah?. Apa pula yang menyebabkan sebuah apel jatuh ketanah? Benda jatuh karena gaya gravitasi bumi. Gaya gravitasi adalah contoh gaya tak sentuk. Contoh gaya tak sentuh lain adalah gaya listrik dan gaya magnet.
Gaya termasuk besaran vektor yaitu selain memiliki nilai juga memiliki arah. Gaya ini diukur dengan menggunakan alat yang disebut dinamometer atau neraca pegas. Satuan gaya dalam SI adalah newton yang disingkat N. Sedangkan satuan gaya dalam cgs adalah dyne.
1 N = 105 dyne

Jenis Gaya

  • Gaya terapan adalah gaya yang dihasilkan oleh orang, binatang atau mesin. Gaya ini digunakan orang dalam kehidupan sehari-hari. Contoh gaya terapan adalah gaya dorong mesin, atau gaya tarik orang atau kuda pada benda.

Besar dan arah dari gaya terapan biasanya sering disesuaikan dengan kebutuhan. Gaya ini disimbulkan dengan F, dan digambar dengan anak panah. Contoh gambar di atas adalah sebuah balok yang terletak di lantai didorong dengan gaya F. 

  • Gaya gravitasi adalah gaya yang dimiliki oleh benda-benda karena massanya. Setiap benda yang memiliki massa akan menarik benda lain yang memiliki massa. Massa bumi sangat besar sehingga bumi memiliki gaya gravitasi yang besar pula. Gaya gravitasi ini berupa gaya tarik, sehingga gravitasi bumi ini mampu menarik benda-benda kecil yang berada dipermukaan bumi.
Gaya tarik bumi pada suatu benda disebut dengan berat benda. Berat benda ini didapat didefinisikan sebagai perkalian antara massa benda dengan percepatan gravitasi. Dari pengukuran diketahui bahwa untuk tempat-tempat yang relatif rendah dari permukaan bumi, besar percepatan gravitasi relatif konstan. Sehingga sering dianggap percepatan gravitasi dipermukaan bumi adalah konstan yaitu g = 9,8 m/s2. Selanjutnya berat benda dirumuskan berikut.
w = m.g
dimana : w= berat (N), g = perecepatan gravitasi (m/s2), dan m = massa (kg)
Gambar di atas menggambarkan berat sebuah balok. Dalam hal ini balok di anggap sebuah titik sehingga massa balok terpusat pada sumbu diagonalnya. Sedangkan arah berat selalu ke bawah menuju pusat bumi (tegak lurus bidang).

  • Gaya tekan normal adalah gaya yang diberikan oleh lantai (bidang) pada benda. Arah gaya tekan normal selalu tegak lurus terhadap bidang (baik bidang horisontal maupun bidang miring).
Gaya tekan normal timbul akibat dari gaya berat benda yang menekan lantai. Pada contoh di bawah ini, gaya berat menekan lantai akibatnya lantai melawan dengan memberi gaya ke atas pada balok. Gaya ke atas oleh lantai (bidang) inilah yang disebut gaya tekan normal. Besarnya gaya tekan normal ini dipengaruhi oleh posisi bidang tempat balok berada.


  • Gaya tegangan tali adalah gaya yang bekerja melalui tali, kabel maupun kawat. Sebagai contoh adalah sebuah kereta yang ditarik oleh seekor kuda dengan menggunakan tali. Dalam hal ini, pada balok terdapat gaya tegangan tali T yang besarnya sama dengan gaya kuda



Gaya sentrpetal adalah gaya yang menyebabkan suatu benda bergerak melingkar. Arah gaya ini menuju titik pusat lingkaran. Apabila suatu benda yang bergerak lurus dan diikat dengan seutas tali maka benda tersebut akan begerak melingkar.
  • Gaya sentrpetal dirumuskan sebagai :
dimana
F = gaya sentripetal (N),
m = massa benda yang bergerak melingkar (kg),
v =kecepatan gerak melngkar (m/s) dan
R = jari-jari lintasan lingkaran (m)



  •  Gaya Gesek

iDevice icon Manfaat
Bacalah
Gaya gesekan adalah gaya yang terjadi jika dua buah benda bersinggungan. Orang dapat berjalan di atas lantai tanpa tergelincir karena adanya gaya gesek yaitu gesekan antara telapak kaki dengan lantai. Mobil berhenti karena direm. Rem mobil adalah gaya gesekan antara roda dengan kampas rem.
Gesekan antara kaki dengan lantai, ban dengan jalan, ban mobil dengan rem, batu meteor dengan atmosfer merupakan contoh gaya gesekan yang menguntungkan. Sedangkan gesekan antar gigi-gigi roda adalah gesekan yang merugikan.
Cobalah
Gaya gesekan adalah gaya karena  dua benda. Gaya gesekan yang menguntungkan misalnya adalah gesekan dengan lantai,  dengan jalan,  dengan atmosfer. Gaya gesekan yang merugikan misalnya gesekan dengan  yang menyebabkan aus.
   
iDevice icon Jenis Gaya Gesek
Bacalah
Pada gambar di samping, sebuah balok ditarik dengan gaya F ke kanan ternyata tidak bergerak. Hal ini dapat terjadi jika ada gaya lain yang melawan F. Gaya yang melawan ini besarnya sama F dan arahnya ke kiri yang menyebabkan resultan gaya pada balok adalah nol.
Gaya yang melawan ini disebut gaya gesek statis. Besarnya gaya gesek statis sama besar dengan gaya tarik pada benda.
Apabila gaya tarik F diperbesar maka balok akan bergerak. Pada saat bergerak gaya gesekan balok dengan lantai disebut dengan gaya gesekan kinetis. Dari pengukuran ternyata gaya gesekan kinetis lebih kecil dari gaya gesekan statis maksimum
Cobalah
Gaya gesek dibedakan menjadi gaya gesekan  dan  . Gaya gesekan statis adalah gaya gesekan antara dengan lantai pada saat benda   . Besar gaya gesekan statis sama dengan dengan gaya nya tetapi  nya berlawanan. Sedangkan gaya gesekan kinetis adalah gesekan antara  dengan lantai pada saat benda   .
   
iDevice icon Besar Gaya
Bacalah
Besar gayagesek dinyatakan dengan grafik di samping. Pada saat benda ditarik dengan gaya yang semakin membesar maka gaya gesekan statis akan membesar sampai maksimum.
Apabila gaya tarik diperbesar lagi, maka benda bergerak dan gaya gesekan kinetisnya tetap.
Gaya gesekan kineis lebih kecil dari gaya gesekan statis maksimum.
Dari percobaan diketahui bahwa besarnya gaya gesekan sebanding dengan gaya tekan normal.
fges ~ N
Dengan konstanta pembanding = μ
Sehingga dirumuskan
fges = μ N
Konstanta μ disebut dengan koefisien gesekan. Besarnya koefisien gesekan tergantung tergantung dari kehalusan permukaan bidang yang bersentuhan, tidak tergantung luas permukaan. Semakin halus permukaan akan menimbulkan gaya gesekan yang semakin kecil.
Cobalah
Gaya gesekan statis adalah gaya gesekan antara benda dengan lantai saat benda masih  . Besar gaya gesekan statis sama dengan   nya tetapi  nya  . Gaya gesekan kinetis adalah gaya gesekan pada saat benda  . Besar gaya gesekan kinetis   dari gesekan statis  . Besar koefisien gesekan adalah ditentukan oleh   benda yang bersinggungan. Apabila permukaan licin maka gaya gesekan sama dengan  .
   
  • Hukum I Newton
Di alam banyak dijumpai benda yang selamanya dalam keadaan diam, misalnya sebuah batu di hutan. Selain itu ada juga benda yang bergerak terus menerus tanpa henti, misalnya bumi mengelilingi matahari!. Mengapa batu dihutan selalu diam? Dan mengapa pula bumi selalu mengelilingi matahari?
Keadaan selalu diam ataupun selalu bergerak terus menerus ini disebut dengan istilah lembam (inersia = malas). Sifat lembam yaitu sifat ingin selalu mempertahankan keadaannya. Benda yang diam akan mempertahankan keadaan diamnya, sedangkan benda yang bergerak akan mempertahankan keadaan geraknya.
Pada animasi di atas, muatan truck bergerak dengan bersamaan dengan gerak truck. Pada saat di rem truck berhenti, tetapi muatan truck tidak direm. Muatan truck dalam keadaan lembam sehingga tetap bergerak, meskipun truck berhenti.
Di bumi, sebuah benda dipengaruhi oleh lebih dari satu gaya. Benda akan dalam keadaan lembam apabila gaya-gaya yang bekerja padanya memiliki resultan nol. Gaya yang resutalnya nol sering disebut gaya-gaya setimbang. Batu di hutan, dipengaruhi gaya gravitasi dan gaya normal yang besarnya sama dan saling berlawanan. Dalam tata surya, bumi tidak dipengaruhi oleh gaya apapun sehingga tetap mempertahankan keadaan geraknya.
Sifat lembam ini dijelaskan oleh Newton dengan hukum I Newton yaitu:
” Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan. “.
Dirumuskan :
  Δ F = 0
a = 0
Keterangan : F = resultan gaya ( N )
a = percepatan ( m/s2)
    Jika ΔF = 0 maka percepatan nol artinya kecepatannya tetap. Apabila benda semula diam (v=0) maka selamanya akan tetap diam. Apabila benda bergerak dengan kecepatan v maka selamanya benda akan bergerak dengan kecepatan yang tetap v.

  • Hukum II Newton

Pada saat kita akan mengendarai motor, setelah mesin digas maka motor yang semula diam menjadi bergerak. Apabila gas diperbesar maka motor akan melaju semakin cepat. Apabila motor direm maka laju akan semakin lambat bahkan berhenti. Motor yang digas atau direm iini dikatakan mengalami perubahan gerak (perubahan kecepatan). Perubahan gerak ini terjadi karena adanya gaya.
Apabila sebuah benda mendapat sebuah atau beberapa gaya yang resultanya tidak nol, maka benda akan mengalami perubahan gerak. Perubahan gerak ini ditunjukkan dengan adanya perubahan kecepatan atau dikatakan timbul percepatan. Pengaruh gaya terhadap percepatan ini dirumuskan dalam hukum II Newton
Dari suatu percobaan diketahui bahwa besar percepatan yang terjadi sebanding dengan gaya atau resultan gaya yang menimbulkannya. Hal ini dinyatakan dengan hukum II Newton yaitu,
" besarnya percepatan benda sebanding dengan resultan gaya yang menimbulkannya ".
dirumuskan :
a ~ ΣF
dengan konstanta pembanding k= 1/m
sehingga hukum II Newton dirumuskan sebagai:
a = ΣF/m  atau
ΣF = m a 
Keterangan :
ΣF = resultan gaya (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda (m/s-2)
Konstanta pembanding adalah k=1/m. Besar massa m ini menentukan sifat kelembaman, yaitu semakin besar massa benda maka sifat kembaman semakin besar. Hal ini berarti untuk merubah gerak benda yang bermassa besar akan diperlukan gaya yang lebih besar pula. Selanjutnya massa disebut dengan konstanta inersia (kelembaman) 
  • Hukum III Newton

Bacalah
Setiap benda yang lembam selalu akan melakukan perlawanan terhadap setiap gaya yang mengenainya. Perlawanan benda terhadap gaya ini dinyatakan dengan hukum III Newton. Hukum III Newton ini berbunyi,
" Jika sebuah benda mengerjakan gaya terhadap benda lain, maka benda lain akan mengerjakan gaya yang sama besar dan berlawanan pada benda tersebut."
Kedua gaya tersebut dikenal dengan gaya aksi dan gaya reaksi. Hukum ini dirumus sebagai
F aksi = - F
F = - F'
Contoh
Gambar di kanan, seseorang mendorong tembok ke kanan. Gaya aksinya adalah gaya dorong orang pada tembok yaitu F, sedangkan gaya reaksinya adalah gaya tolak tembok pada orang yaitu F' ke kiri.
Pada saat kamu berdiri, kaki kamu menekan lantai ke bawah sebagai reaksinya lantai akan menekan anda ke atas.
Bumi menarik benda dipermukaan bumi ke pusat bumi, sebagai reaksinya benda akan menarik bumi ke pusat benda.
Cobalah
Seseorang mendorong tembok ke kanan, maka gaya aksinya adalah gaya   pada  ke , sedangkan gaya reaksinya adalah gaya   pada  ke  .
Pada saat seseorang berdiri di lantai, maka gaya aksinya adalah gaya   pada  ke  , sedankang reaksinya adalah gaya   pada  ke  .
Benda berada di permukaan bumi, maka gaya aksinya adalah    pada  ke  , sedangkan reaksinya adalah gaya   pada  ke  
   
  • Analisis Gaya

Biasanya sebuah benda dipengaruhi oleh beberapa gaya sehingga membentuk permasalahan gaya yang komplek. Untuk memudahkannya maka digunakan analisis gaya.
Adapun prinsi dari analisis gaya yaitu:
1. Menggambar semua gaya yang bekerja pada benda.
2. Semua gaya diuraikan menjadi gaya komponen yang sejajar sumbu x dan yang sejajar sumbu y.
3. Menganalisa setiap gaya pada sumbu x dan y dengan konsep hukum newton, untuk menentukan besar percepatan benda atapun gaya-gaya tertentu.
4. Hasil percepatan dapat dikaitkan dengan konsep kinematika (gerak benda)

  • Uji Kompetensi


1. Apabila gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda saling meniadakan maka ...

benda pasti diam
benda bergerak lurus beraturan
benda bergerak lurus berubah beraturan
benda melakukan dua gerak sekaligus
benda itu mungkin diam atau bergeraklurus beraturan

2. Pada saat mobil yang berjalan kemudian direm mendadak, maka penumpang akan terdorong ke depan. Hal ini dapat dijelaskan dengan menggunakan ...

Hukum I Newon
Hukum II Newton
Hukum III Newton
Hukum Aksi Reaksi
Teori Berat Benda

3. sebuah kereta ditarik dua buah gaya yang masing masing 300N dan 200N ke arah barat. Apabila percepatan yang ditimbulkan adalah 2,5 m.s2, maka massa balok adalah ...

100 kg
200 kg
300 kg
400 kg
500 kg

4. Sebuah meja bermasa 2 kg berada pada lantai licin. Meja ditarik dengan gaya 8 N yang membentuk sudut 600 terhadap horisontal. Percepatan yang ditimbulkan pada balok adalah ...-

10 m.s-2
8 m.s-2
6 m.s-2
4 m.s-2
2 m.s-2

5. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dari jari jari lintasan 1 meter dan kecepatan sudut 2 rad/s. Jika masa benda 200 gram, maka besar gaya sentripetal adalah ...

12 N
11 N
10 N
0,9 N
0,8 N

6. Sebuah bola memiliki massa 20 gram. Bola diputar vertikal dengan bantuan tali yang panjangnya 20 cm. Jika kelajuan linier putaran adalah 2 m/s, maka besar tegangan tali di titik terbawah adalah ...

2,2 N
3 N
4,2 N
7 N
8 N

7. Sebuah balok kayu memiliki massa 4 kg. Balok kayu ditarik dengan gaya 48 N sehingga bergerak. Jika koefisien gesekan kinetis adalah 0,2 maka besar percepatan balok adalah ...

8 m.s-2
10 m.s-2
30 m.s-2
40 m.s-2
50 m.s-2

8. Sebuah balok memiliki massa 30 kg dan berada di atas meja kayu. Balok ditarik dengan gaya 60 N. Ternyata balok tepat akan bergerak. Koefisien gesekan statis dari balok dengan meja adalah ...

0,1
0,2
0,3
0,4
0,5

9. Dua orang anak saling mendorong sebuah meja. Anak Amendorong ke kanan dengan gaya 30 N sedangkan anak B mendorong ke kiri dengan gaya 20 N yang membentuk arah sudut 600 teradap horisontal. Apabila massa meja adalah 10 kg, maka percepatan yang timbul adalah ....

1 m.s-2
2 m.s-2
3 m.s-2
4 m.s-2
5 m.s-2

10. Pada gambar di samping yang merupakan pasangan gaya aksi reaksi adalah ...

N dengan N'
F dengan f ges
N dengan W
N' dengan W
N dengan F

11. pesawat adwood terdiri dari balok m1=4 kg dan balok m2=6kg. Apabila massa tali, massa katrol dan gaya gesekan diabaikan, maka percepatan sistem balok adalah ... (g=10 m.s-2)

5 m.s-2
4 m.s-2
3 m.s-2
2 m.s-2
1 m.s-2

12. Sebuah mobil melintas di cekungan jalan yang berjari-jari 10 meter. Apabila massa mobil 1000 kg maka kecepatan maksimum mobil agar ban tetap menekan jalan adalah ....

40 m/s
20 m/s
10 m/s
8 m/s
6 m/s

13. Dua buah balok A dan B dihubungkan seperti gambar. alok A bermassa 4 kg sedangkan balok B bermassa 6 kg. Koefisien gesekan balok A dengan meja adalah 0,5. Percepatan balok meluncur ke bahawa ahalah ...

2 m.s-2
 m.s-2
 m.s-2
4 m.s-2
5 m.s-2

14. Sebuah ember bermassa 2 kg ditarik dengan tali T= 30 N. Percepatan yang dialami benda adalah ...

15 m.s-2
12,5 m.s-2
10 m.s-2
7,5 m.s-2
5 m.s-2



Sir Isaac Newton
(1642-1727), Dia lahir tahun 1642, bertepatan dengan tahun meninggalnya Galileo. Saat kecil dia diasuh oleh neneknya, setalah ibunya menjanda dan menikah lagi. Tahun 1661-1665, dia menjadi mahasiswa Cambridge yang fokus pada kepustakaan sain dan matematika.
Dalam bidang sain, Newton memberikan sumbangan yang besar dalam pengertian gerak, optik dan matematika. Dalam hal gerak, tahun 1687 dia memunculkan karyanya yang berjudul Principia Mathematica. Buku ini berisi tentang hukum gerak dan gravitasi Newton. Konsep dan prinsip dalam buku ini merupakan salah satu fondasi pengetahuan.
Dalam bidang optik, dia membangun teleskop pantul pertama, yang dapat menghindari terjadinya distorsi yang inheren. Distorsi ini banyak terjadi pada teleskop bias (lensa) yang 
Sumber http://www.elsmandagiri.com

Terima Kasih Telah Berkunjung
Judul: Gaya dalam Fisika
Ditulis Oleh Farhan Muharam
Jika mengutip harap berikan link DOFOLLOW yang menuju pada artikel Gaya dalam Fisika ini. Sesama blogger mari saling menghargai. Terima kasih atas perhatian anda

0 Response to "Gaya dalam Fisika"

Poskan Komentar

وَمَنْ كَانَ يُؤْمِنُ بِاللَّهِ وَالْيَوْمِ اْلآخِرِ فَليَقُلْ خَيْرًا أَوْ لِيَصْمُتْ

“Barangsiapa yang beriman kepada Allah dan hari akhir maka hendaknya dia berkata yang baik atau diam”

"Dilarang berkomentar LINK HIDUP !!!

" Semoga Artikel Kami Bermanfaat " " وَسَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُهُ "