Semester I
Standar Kompetensi
5. Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari
Kompetensi Dasar
5.1. Mengidentifikasi jenis-jenis gaya, penjumlahan gaya dan pengaruhnya pada suatu benda yang dikenai gaya
- Gaya dan Resultan Gaya | Materi |
- Jenis - Jenis Gaya
- Gaya Gesek | Materi |
- Gaya Berat | Materi |
Gaya dan Resultan Gaya
Pengertian Gaya
Doronglah daun pintu sehingga terbuka. Tariklah sebuah pita karet. Tekanlah segumpal tanah liat. Angkatlah bukumu. Pada setiap kegiatan itu kamu mengerahkan sebuah gaya. Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang dikerahkan sebuah benda terhadap benda lain. Kadang kadang, akibat suatu gaya tampak demikian jelas, seperti saat sebuah mobil sedang melaju dan menabrak sebatang pohon. Akan tetapi, akibat gaya-gaya lain tidak sejelas pohon yang ditabrak itu. Dapatkah kamu merasakan gaya dari lantai yang bekerja pada kakimu? Catatlah semua gaya yang mungkin kamu lakukan atau alami pada suatu hari tertentu. Bayangkan tindakantindakan seperti mendorong, menarik, merenggangkan, meremas, membengkokkan, dan menjatuhkan benda.
Pada saat itu kamu mengerahkan gaya kepada benda tersebut. Bagaimana kamu dapat mengukur besar gaya? Besar gaya diukur dengan neraca pegas. Gaya diukur dalam satuan newton (N).Gaya Sentuh dan Gaya Tak Sentuh
Pada saat kamu mendorong meja, kamu harus menyentuh meja itu untuk mengerahkan gaya kepada meja itu. Demikian pula jika kamu hendak melontarkan batu dengan menggunakan ketapel. Gaya otot pada saat kamu mendorong meja dan gaya pegas pada saat kamu melontarkan batu dengan ketapel termasuk gaya sentuh. Disebut gaya sentuh karena sebuah benda yang memberikan gaya harus menyentuh benda lain yang dikenai gaya tersebut. Contoh lain gaya sentuh adalah gaya gesekan, yang akan kita bahas nanti. Jika kamu melepaskan kapur dari ketinggian tertentu, maka kapur itu akan jatuh ke bawah, ditarik oleh gaya gravitasi Bumi. Gaya gravitasi termasuk gaya tak sentuh, karena tanpa harus melalui sentuhan kapur dan Bumi. Gaya listrik dan gaya magnet adalah contoh lain gaya tak sentuh.
Akibat Gaya terhadap Benda
Apa yang terjadi pada sebuah benda saat gaya dikenakan pada benda tersebut? Apabila sebuah benda sedang bergerak, apakah gaya tersebut mengubah kecepatan benda itu? Coba bayangkan anak yang sedang menendang bola. Kecepatan bola tersebut tentunya berubah begitu benturan terjadi. Jadi gaya dapat mengubah kecepatan benda. Bayangkan pula plastisin yang ditekan. Pada saat menekan plastisin, tangan itu memberikan gaya kepada plastisin itu. Bagaimana bentuk plastisin setelah ditekan? Ternyata gaya juga dapat menyebabkan bentuk benda berubah.
Resultan Gaya
- Gaya-Gaya Setimbang
Gaya-gaya tidak selalu mengubah kecepatan. Bayangkan dua tim yang sedang tarik tambang. Kedua tim tersebut sama-sama mengerahkan gaya dengan arah berlawanan. Bila kedua tim tersebut tidak bergerak, maka gaya yang dilakukan kedua tim pada tali tersebut sama besar. Gaya yang menarik tali ke kiri diimbangi dengan gaya yang menarik tali ke kanan. Gaya-gaya yang besarnya sama dan arahnya berlawanan yang bekerja pada sebuah benda disebut gaya-gaya setimbang.
- Gaya-gaya Tak Setimbang
Pernahkah kamu menarik sebuah gerobak yang bermuatan? Untuk membuat gerobak bergerak, kamu harus menarik gerobak tersebut. Jika gaya yang kamu kerahkan tidak cukup besar, kamu mungkin meminta bantuan temanmu. Temanmu mungkin akan menarik gerobak itu bersamamu atau mendorongnya dari belakang. Dua gaya tersebut, yaitu gaya dari kamu dan temanmu akan bekerja pada arah yang sama. Jika dua gaya bekerja pada arah yang sama, maka kedua gaya itu dijumlahkan, seperti ditunjukkan pada gambar. 
Gaya total atau gaya resultan pada gerobak tersebut sama dengan jumlah kedua gaya itu. Jikagaya total pada suatu benda menuju ke arah tertentu, gaya tersebut disebut gaya-gaya tak setimbang. Gaya-gaya tak setimbang selalu mengubah kecepatan sebuah benda. Apabila temanmu mendorong gerobak dengan arah yang berlawanan dengan arah gaya dorongmu, gaya-gaya itu digabung dengan cara yang berbeda. Jika dua gaya berlawanan arah, maka gaya total kedua gaya tersebut merupakan selisih kedua gaya. Jika satu gaya lebih besar daripada gaya yang lain, gerobak itu akan bergerak ke arah gaya yang lebih besar. Dalam hal ini temanmu jelas tidak membantu kamu. Menurut pendapatmu apa yang terjadi jika gaya dorongmu dan gaya dorong temanmu sama dan berlawanan arah.
Jadi, gaya dapat digambarkan sebagai anak panah. Panjang anak panah menunjukkan besar gaya, dan arah anak panah menunjukkan arah gaya. Dengan menggunakan anak panah ini kamu dapat menyatakan berapa besar hasil gabungan gaya-gaya itu dan ke mana arahnya.Gaya Gesek
Gelindingkan sebuah bola di atas lantai yang licin, apa yang terjadi? Ternyata bola meluncur terus sepanjang lantai. Sekarang gelindingkan bola tersebut di atas tanah! Apakah yang terjadi? Ternyata gerakan bola akan semakin lambat dan akhirnya berhenti. Mengapa demikian? Hal ini terjadi karena adanya gaya gesek antara bola dengan tanah. Gaya gesek dapat terjadi pada zat padat, cair, bahkan gas. Benda-benda yang bergesekan selalu menimbulkan panas. Gaya gesek ada 2 macam, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Gaya gesek statis terjadi pada benda diam atau akan bergerak. Sedangkan gaya gesek kinetis terjadi pada benda yang bergerak.
Sebelumnya telah disebutkan bahwa besar gaya gesek ditentukan oleh kekasaran permukaan bidang yang bersentuhan. Dengan demikian, besar gaya gesek tidak tergantung pada luas permukaan bidang yang bergesekan. Besar gaya gesek dirumuskan sebagai berikut.
f : gaya gesek (N)miu : koefisien gesek
N : gaya normal (N)
Kita sering memanfaatkan gaya gesek, dalam kehidupan sehari-hari. Ada gaya gesek yang menguntungkan dan ada yang merugikan. Contoh gaya gesek yang menguntungkan antara lain:
- Gaya gesek yang timbul ketika kita berjalan. Jika tidak ada gaya gesek maka kita tidak dapat berjalan dengan baik.
- Ban mobil dibuat bergerigi untuk menghindari selip ketika melewati jalan yang licin.
Sedangkan contoh gaya gesek yang merugikan antara lain:
- Gesekan antara bagian-bagian mesin yang menyebabkan aus. Gesekan ini dapat dikurangi dengan pemberian oli.
- Permukaan jalan raya yang kasar menyebabkan ban mobil cepat halus
Karakteristik dari gaya gesek adalah sebagai berikut:
- Antara dua buah benda yang bersentuhan terjadi gaya gesek.
- Sebuah benda akan bergerak jika gaya yang bekerja pada benda lebih besar dari gaya geseknya.
- Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda.
- Besarnya gaya gesek antara dua buah benda ditentukan oleh kekasaran atau kehalusan permukaan-permukaan yang bersentuhan.
Gaya Berat
Kali ini kita akan membahas mengenai gaya berat atau lebih sering disebut dengan berat. Pada umumnya orang telah salah dengan mengatakan massa sebagai berat benda.
Masih ingatkah kamu apa perbedaan antara massa dengan berat benda? Massa suatu benda merupakan banyaknya partikel yang terdapat dalam benda. Massa benda bersifat tetap, artinya tidak dipengaruhi oleh gravitasi. Sedangkan berat benda menyatakan besarnya gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut. Karena berat merupakan sebuah gaya maka berat benda dapat diukur dengan menggunakan neraca pegas.
Jadi, massa benda besarnya sama di mana pun pengukuran massa dilakukan, sedangkan berat benda berubah tergantung letaknya. Hal ini disebabkan besar percepatan gravitasi di setiap tempat tidak sama, tergantung jaraknya dari pusat bumi. Berat benda di daerah kutub akan lebih besar daripada berat benda di khatulistiwa. Hal ini disebabkan jarak kutub lebih dekat ke pusat bumi bila dibandingkan dengan khatulistiwa. Dengan demikian, berat suatu benda berubah tergantung letaknya dari pusat bumi. Setiap benda yang ada di bumi memiliki berat. Berat benda secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
m : massa benda (kg)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar