JENIS – JENIS GAYA

   1.  PENGERTIAN GAYA

Gaya didefinisikan sebagai suatu tarikan atau suatu dorongan yangdikerahkann sebuah benda terhadap benda lain. Pengaruh gaya pada benda antara lain sebagai berikut:

Menyebabkan perubahan kecepatan gerak benda.
Menyebabkan benda diam menjadi bergerak dan sebaliknya.
Mengubah arah gerak benda.
Mengubah bentuk suatu benda.

2. HUKUM – HUKUM GAYA

Pada tahun 1687, Sir Isaac Newton, ilmuwan Fisikaberkebangsaan Inggris, berhasil menemukan hubungan antaragaya dan gerak. Dari hasil pengamatan dan eksperimennya,Newton merumuskan tiga hukum mengenai gaya dan gerakyang dikenal dengan Hukum I Newton, Hukum II Newton, danHukum III Newton. Nah, agar kamu lebih memahami ketigahukum Newton tentang gerak, mari mempelajari uraian berikut:

    Hukum 1 Newton

Hukum pertama Newton tentang gerak menyatakan bahwa“sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan tetap akan terus bergerak dengan kecepatan tersebut kecuali ada gaya resultan bekerja pada benda itu. Jika sebuah benda dalam keadaan diam, benda tersebut tetap diam kecuali ada gaya resultan yang bekerja pada benda itu.”Hukum I Newton juga menggambarkan sifat benda yangselalu mempertahankan keadaan diam atau keadaanbergeraknya yang dinamakan inersia atau kelembaman. Oleh karena itu, Hukum I Newton dikenal juga dengan sebutan Hukum Kelembaman.

Contoh: Kita terdorong ke depan ketika bus tiba- tiba direm atau terdorong ke belakang ketika bus bergerak maju secara mendadak.

∑F = 0

    Hukum 2 Newton

Newton merumuskan Hukum II Newton sebagai berikut: “Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya dan berbanding terbalik massa benda.”
Keterangan:
F = resultan gaya (Newton).
m = massa benda (kg).
a = percepatan benda (Newton/kg).

 

Secara matematis dapat dirumuskan :

∑F = m.a

    Hukum 3 Newton

Hukum 3 Newton menyatakan bahwa: “Jika kamu memberikan gaya pada suatu benda (gaya aksi), kamu akan mendapatkan gaya yang sama besar, tetapi arahnya berlawanan (gaya reaksi) dengan gaya yang kamuberikan.”

Secara matematis, huklum 3 Newton dinyatakan sebagai berikut:
F(aksi) = -F (reaksi)

syarat-syarat gaya aksi reaksi yaitu:
1.Arahnya berlawanan.
2.Besarnya sama (karena sistem diam).
3.Bekerja pada benda yang berbeda.

Contoh: penyelam dapat berenang di dalam laut karena kaki dan tangan penyelam mendorong air ke belakang (gaya aksi) sehingga badan penyelam terdorong ke depan sebagai gaya reaksi.

  3. GAYA SENTUH DAN TAK SENTUH

Gaya Sentuh

Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja pada suatu benda dengan melalui sentuhan pada permukaan benda tersebut.

Contoh: gaya sentuh antara lain seorang anak yang mendorongmeja, seorang ibu yang mengangkat barang belanjaannya, seorang anak yang mengayuh sepeda, dan pemain basket yang melempar bola basket (gaya otot).

Gaya tak sentuh

Gaya tak sentuh dapat didefinisikan sebagai gaya yangbekerja pada benda tanpa menyentuh benda tersebut.

Contoh: 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.

  4.  JENIS – JENIS GAYA

Gaya Normal  (Normal Force) (N)

Gaya normal terjadi jika suatu benda bersentuhan dengan benda lain.

Gaya normal didefinisikan sebagai gaya tekan yang bekerja pada bidang sentuh antara dua permukaan yang bersentuhan dan arahnya selalu tegak lurus bidang sentuh.

Ketika balok jatuh telah sampai kelantai gaya gravitasi tetap bekerja walaupun benda sudah berhenti. Sesuai Hukum III Newton , gaya aksi (Gaya Berat) yang dikerjakan benda pada lantai akan menimbulkan gaya reaksi dari lantai pada benda gaya ini di sebut Gaya Normal.

 

Pasangan aksi-reaksi yang terjadi sebagai berikut:

Gaya aksi diberikan bumi pada benda menimbulkan gaya reaksi dari benda ke pusat bumi (w’ ). Jadi, pasangan aksi reaksinya:

w = – w’

Gaya aksi yang diberikan oleh benda pada meja (N) menimbulkan gaya reaksi yang diberikan meja pada benda (N) yang disebut gaya normal.

N = – N ‘

    Gaya Tegang Tali

Gaya tegangan tali (T) terjadi jika benda dihubungkan dengan tali.

  Gaya Berat

gaya berat sering disebut dengan berat. terkadang kita sulit untuk membedakan atara berat dengan massa. Massa (m) adalah ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda, dan dinyatakan dalam satuan (kg), sedangkan berat adalah gaya yang diterima benda akibat gravitasi bumi.

Berdasarkan Hukum II Newton, berat benda dirumuskan:

w = m.g

di mana

w = gaya gravitasi bumi pada benda atau berat benda dalam Newton
m = massa benda, dalam kg
g = percepatan gravitasi bumi yang besarnya 9,8 ms-2 kadang-kadang untuk memudahkan dibulatkan menjadi 10 ms-2
Contoh:
Massa Ani, Dewi, dan Anggun berturut-turut adalah 45 kg, 40 kg, dan 50 kg. Jika percepatan gravitasi bumi 9,8 N/kg, hitunglah berat Ani, Dewi, dan Anggun!
Jawab:
Berat Ani: w = m × g
= 45 kg × 9,8 N/kg
= 441 N
Berat Dewi: w = m × g
= 40 kg × 9,8 N/kg
= 392 N
Berat Anggun: w = m × g
= 50 kg × 9,8 N/kg
= 490 N
Perlu diingat bahwa berat dipengaruhi oleh percepatan gravitasi sehingga berat astronot di planet Mars berbeda dengan berat astronot ketika ada di bumi. Berbeda halnya dengan massa, massa benda tidak dipengaruhi oleh percepatan gravitasi sehingga massa astronot ketika di bumi sama dengan massa astronot ketika di planet Mars.
Contoh:
Massa sebuah batu di bumi 20 kg. Jika percepatan gravitasi bumi 9,8 N/kg dan percepatan gravitasi bulan seperenam percepatan gravitasi bumi. Berapakah berat batu yang hilang ketika dibawa ke bulan?
Jawab:
Massa di bumi sama dengan massa di bulan, mBumi =mBulan = 20 kg
percepatan gravitasi bumi, gBumi = 9,8 N/kg
percepatan gravitasi bulan, gBulan = × 9,8 N/kg = 1,6 N/kg
berat batu di bumi, wBumi = mBumi × gBumi
= 20 kg × 9,8 N/kg = 196 N
berat batu di bulan, wBulan = mBulan × gBulan
= 20 kg × 1,6 N/kg = 32 N
Jadi, batu kehilangan berat sebesar = 196 N – 32 N = 164 N
Percepatan oleh Gravitasi
Di dekat permukaan Bumi, gravitasi menyebabkansemua benda jatuh dipercepat sebesar 9,8 m/s2,. Jikademikian, berapakah gaya gravitasi yang bekerja padabenda itu? Gaya gravitasi yang bekerja pada sebuah benda disebut juga berat benda itu. Sesuai dengan hukum kedua Newton, gaya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
F = m × a.
Berat suatu benda, w, adalah gaya gravitasi F yangbekerja pada massa benda tersebut. Oleh karena itu, kita dapat mengganti F dengan w dan menuliskan
w = m × a.
Di permukaan bumi, percepatan oleh gravitasi adalah9,8 m/s2, sehingga:
w = m × 9,8 m/s2.
Berarti benda dengan massa 1 kg, beratnya dipermukaan bumi 9,8 kg m/s2 atau 9,8 N. Kamu dapatmenghitung beratmu dalam newton jika kamu mengtahui massa tubuhmu. Sebagai contoh, jika massa tubuhmu 50 kg, maka berat badanmu 490 N. Ingatlah bahwa pembahasan ini hanya berlaku untuk benda jatuh bebas, yakni benda yang dilepaskan dari ketinggian tertentu dan hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Pada saat dilepaskan kecepatan benda tersebut sama dengan nol. Jika benda dilempar ke bawah, benda tersebut dipengaruhi oleh gravitasi dan gaya ke bawah dari ayunan tangan. Oleh karena itu pada saat benda tersebut dilempar ke bawah, percepatan ke bawah benda itu lebih besar daripada 9,8 m/s2.

Gaya Gesek

Menurut dari wikipedia.org

    Gaya gesek adalah gaya yang melawan gerakan dari dua permukaan yang bersentuhan. Gaya gesek mengubah energi kinetis menjadi panas atau suara.

,

di mana

adalah koefisien gesekan

adalah gaya normal pada benda yang ditinjau gaya geseknya,

adalah gaya gesek.

Gaya ini memiliki arah yang berlawanan dengan arah gerak benda.

Gaya gesek adalah gaya yang melawan gerakan antara dua permukaan yang saling bersentuhan. Kekasaranatau kehalusan bentuk permukaan dapat memengaruhi besar gaya gesekan. Semakin kasar bentuk permukaan, semakin besar gaya gesekannya. Sebaliknya, semakin halus bentuk permukaan, semakin kecil gaya gesekannya. Gaya gesek termasuk gaya sentuh karena hasil persentuhan langsung dua permukaan yang bergesekan. Arah gaya gesek selalu melawan kecenderungan geraknya. Apakah keuntungan atau kerugian gaya gesek bagi manusia? Gaya gesek yang dapat menguntungkan manusia adalah sebagai berikut:

Akibat dari adanya gaya gesek, kamu dapat berjalan di atas tanah dengan nyaman. Jika tidak ada gaya gesek, mustahil kamu dapat berjalan karena kamu pasti tergelincir.
Gaya gesekan antara ban mobil dengan jalan membuat mobil dapat bergerak dengan baik. Jika tidak ada gaya gesek, mobil tidak dapat bergerak dengan baik karena mobil tersebut pasti tergelincir.
Gaya gesek dapat dimanfaatkan pula pada rem kendaraan. Dengan adanya gaya gesekan antara karet rem dan roda kendaraan, maka kamu dapat mengurangi atau menghentikan gerak kendaraan.

Kerugian gaya gesek bagi manusia adalah sebagai berikut:

Gaya gesekan pada bagian-bagian yang ada dalam mesin mobil atau motor dapat menimbulkan panas yang berlebihan. Hal ini dapat menyebabkan mesin mobil cepat rusak. Untuk mengatasi hal ini mesin diberi oli agar gesekan antara bagian-bagian mesin lebih kecil.
Gesekan antara ban mobil dan jalan menyebabkan ban mobil cepat aus. Selain itu, gesekan ini dapat menghambat gerak mobil sehingga mobil tidak dapat bergerak dengan kelajuan tinggi.
Gesekan antara air laut dan kapal laut dapat menghambat gerak kapal laut. Untuk mengatasi hal ini, ujung kapal laut dibuat lancip sehingga gesekan antara kapal laut dan air laut dapat diperkecil.

Gesekan Statis (fs)

Gaya gesekan statis adalah gaya gesekan yang menyebabkan benda tidak dapat bergerak (statis ). Nilai gaya yang dikerjakan harus lebih besar daripada gaya gesek statis maksimum. Gaya ini terjadi saat benda masih belum bergerak atau benda tepat akan bergerak.

Gesekan Kinetis (fk)

Gaya gesek kinetis adalah gaya yang terjadipada saat benda bergerak. besar gaya gesek kinetis lebih kecil daripada gaya gesek statis maksimum.

 

Gaya kontak (contact force) (R)

Gaya kontak terjadi bila dua benda bersentuhan dan hampir mirip dengan gaya normal. Gaya kontak merupakan pasangan aksi-reaksi.