Ditulis dan dirangkum oleh MGMP Sekolah Mata Pelajaran IPA dan dipostingkan oleh
Admin Web. Pada posting ini membahas tentang Gaua dan Hukum Newton.
 |
Gaya Aksi dan Reaksi
Sumber gambar : www.google.co.id |
A.
GAYA
Ketika bola kamu tendang maka bola akan terlempar,
bola telah mendapatkan gaya.
Kereta
kuda dapat bergerak atau berjalan karena
adanya gaya, yaitu ditarik oleh kuda.
Kamu
menggeser meja dengan cara mendorong, dalam hal ini kamu memberi gaya pada meja
dengan cara mendorong.
a. Pengertian Gaya
Gaya adalah
sesuatu perubahan pada benda, dapat berupa tarikan atau
dorongan yang dapat menyebabkan terjadinya
perubahan gerak,
perubahan arah gerak atau bentuk benda.
Gaya yang kita jumpai dalam kehidupan
sehari-hari dibedakan menjadi dua, yaitu gaya sentuh dan gaya taksentuh.
1). Gaya Sentuh
Gaya sentuh terjadi jika ada persentuhan antara benda yang
satu dengan benda yang lain secara langsung.
Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja setelah
melalui sentuhan
Contoh gaya
sentuh dalam kehidupan sehari-hari :
a. Gaya dorong, misalnya mendorong meja, mengangkat
baebel, menarik gerok.
b. Gaya mesin, kekuatan yang dikeluarkan oleh mesin,
misalnya mengangkat benda dengan menggunakan mesin
c. Gaya pegas, kekuatan yang timbul dari sebuah benda
ketika kembali pada kedudukan semula, misalnya karet yang direntangkan.
2). Gaya Tak
Sentuh .
Gaya tak sentuh terjadi karena adanya induksi dari benda
lain, misalnya gaya magnet.
Gaya tak sentuh
adalah gaya yang dapat bekerja walaupun tidak
melalui sentuhan
Contoh gaya tak sentuh
dalam kehidupan sehari-hari : Gaya
magnet, Gaya Listrik ,Gaya
tarik bumi.
b. Macam-Macam Gaya
- Gaya OtotGa
ya otot adalah gaya yang dihasilkan oleh otot manusia,
misalnya gaya
yang dikeluarkan untuk menulis.
- Gaya Mesin
Gaya mesin adalah gaya
yang dihasilkan oleh mesin, contoh mesin mobil da[pat menjalankan mobil, mesin
gergaji yang dapat mempermudah dalam memotong.
- Gaya Magnet
Gaya Magnet adalah kekuatan magnet untuk menarik atau
menolak suatu benda, misalnya magnet dapat menarik besi, baja, atau nikel.
- Gaya Listrik
Gaya Listrik adalah gaya yang ditimbulkan oleh benda
yang bermuatan listrik, misalnya sisir plastik yang digosokkan pada rambut
kering dapat menarik potongan kertas.
- Gaya Pegas
Gaya pegas adalah gaya
yang ditimbulkan oleh benda yang memiliki sifat lentur.
- Gaya
Gravitasi Bumi
Gaya gravitasi bumi adalah kekuatan bumi untuk menarik benda-benda sehingga dapat jatuh ketanah
dan memiliki berat, misalnya batu yang
diangkat memiliki berat dan dapat jatuh ke tanah.
c. Melukis Gaya
Gaya selalu memiliki arah dan besaran, oleh karena itu
gaya termasuk besaran vector. Dalam menyatakan gaya kita kita harus menyatakan berapa besarnya dan ke mana arahnya. Gaya yang memiliki
arah ke kanan atau keatas adalah gaya yang memiliki arah positif, dan gaya yang meniliki arah ke kiri atau kebawah adalah gaya negative.
Satuan gaya dalam SI adalah newton dan dalam cgs adalah dyne
1 newton = 105
dyne
1 newton adalah besar gaya yang dapat memberikan
percepatan sebesar 1 m/s2
pada benda bermassa
1 kg.
1 N = 1 kg
m/s2
1 dyne adalah besar gaya yang dapat memberikan
percepatan sebesar 1 cm/s2
pada benda
bermassa 1 g
1 dyne = 1 g
cm/s2
Untuk melukis gaya dapat dilukis dengan menggunakan
garis berarah (anak panah); panjang anak panah mewakili besarnya gaya dan arah
anak panah merupakan arah gaya, misalnya gaya 100 newton dengan arah kekanan,
jika tiap 1 cm panjang garis mewakili 20 newton
m aka dapat dilukis sebagai berikut ;
Gaya diberi lambing F.
Titik A adalah pangkal Gaya yang merupakan titik tangkap gaya.
Gaya dapat diukur dengan neraca pegas atau dynamometer.
d. Resultan Gaya
Dua gaya atau lebih yang bekerja pada sebuah benda dalam satu garis kerja dapat diganti dengan
sebuah gaya
pengganti yang disebut resultan
(paduan) gaya-gaya tersebut. Resultan gaya diberi simbul R.
- Gaya
Segaris dan Searah
Dua buah gaya atau lebih yang bekerja searah dan
segaris mempunyai resultan jumlah dari kedua gaya-gaya tersebut. Misalnya, gaya
A 5 N, Gaya B 10 N dan gaya C 20 N ketigaya mempunyai gaya searah yaitu
kekanan.maka resultannya adalah
R . . .
F1 F2 F3
Resultan (R) ke tiga gaya R =
F1 + F2 + F3
R = 5 + 10 + 20 = 35 N
- Gaya –gaya Segaris dan Berlawanan Arah
Jika anak A mendorong meja 15 N kearah kanan, dan anak
B mendorong meja yang sama 5 N kearah
kiri, maka resultan gayanya adalah ;
Resultan kedua gaya;
R = F1
- F2
R = 15
N – 5 N = 10 N kerah kanan
e. Gaya Gesekan
Ketika sebuah
benda ditarik dari lantai terjadi gesekan antara benda dengan lantai, sehingga
menimbulkan gaya yang disebut gaya gesek. Besarnya gaya gesek tergantung pada kasar dan
halusnya lantai serta berat benda . Permukaan yang kasar akan menimbulkan gaya
gesek yang lebih besar dari pada
permukaan yang lebih halus.
Gesekan
antara ban dengan jalan adalah merupakan gesekan yang merugikan, sebab
mengakibatkan ban akan menjadi halus.
Gaya Gesek
adalah gaya yang ditimbulkan oleh dua benda yang saling bergesekan dengan arah yang berlawanan dengan arah gerak
benda.
Gaya gesek yang terjadi pada saat benda belum bergerak
disebut gaya geserk statis, sedangkan
gaya gesek yang terjadi setelah benda bergerak
disebut gaya
gesek kinetis. Besar gaya gesek suatu
benda besarnya bervariasi; misalnya kita
menarik benda dengan menggunakan neraca pegas maka maka saat kita menarik benda
angka pada neraca pegas menunjukkan angka nol, yang merupakan gaya gesek statis minimum. Dan ketika benda yang kita tarik bergerak kemudian angka
pada neraca pegas menunnjukkan angka tertentu dan tidak mengalami perubahan,
misalnya angka 15, angka tersebut merupakan gaya gesekstatis maksimum .
Gaya gesek juga terjadi antara benda padat dan udara, padat dengan cair,
gaya gesek antara benda padat dengan udara bahkan dapat mengakibatkan
benda berpijar seperti pada meteor yang
menyala di langit.
Gaya gesek yang ada dalam kehidupan
sehari-hari
Gaya gesek yang menguntungkan :
- alas kaki, atau
sepatui dibuat dari karet dan dibuat bentuk sedemikian rupa agar tidak
terpeleset
- Ban mobil, ban
sepeda motor dibuat dari karet dan didesain sedemikian untuk memperbesar
gaya gesek antara ban dengan jalan raya yang juga dibuat kasat.
Gaya gesek yang merugikan
- Gir dan rantai
sepeda motor, karena sering terjadi gesekan maka menjadi aus dan rusak,
untuk memperkecil gesekan ger sepeda motor diberi pelumas yaitu oli.
- Mesin mobil selalu
diberi oli, dengan tujuan untuk memperkecil gesekan pada gigi mesin.
f. Berat dan Massa
Berat dan masa memiliki perbedaan pengertian, jika
ditinjau dari besarannya maka berat
merupakan besaran vector dan massa
merupakan besaran skalar.
(1). Berat benda (w) adalah besaran
gaya gravitasi (g) yang dialami benda tersebut. Jika gaya gravitasi disuatu
tempat berbeda maka berat benda pun juga berbeda. Satuan berat adalag : Newton, dyne, kgf, atau
gf
(2).
Massa benda (m) adalah banyaknya materi
yang terkandung dalam suatu benda. Massa tidak dipengaruhi oleh gaya
gravitasi sehingga dimanapun massa akan tetap. Satuan massa adalah Kg atau gr
Pada neraca pegas terdapat dua skala yaitu skala
pertama menunjukkan skala untuk massa
benda dan skala kedua menunjukkan skala
untuk berat benda. Jika kita mengantungkan benda pada neraca pegas maka kita bisa langsung mengetahui massa dan berat benda
tersebut.
Hubungan antara berat dan massa suatu benda dirumuskan
w = m .
g atau g =
dengan w = berat benda (N)
m
= massa benda (Kg)
g = gaya gravitasi (m/s2)
Perbandingan antara berat benda dan massa sebuah benda
di tempat yang sama selalu tetap atau konstran. Perbandingan ini dinamakan
percepatan gravitasi (g). Besarnya percepatan gravitasi bumi setiap tempat di
permukaan bumi tidak selalu sama hal ini
tergantung dari kedudukan dan tempat
benda tersebut.
Menurut Hukum Newton III jika suatu benda mengadakan aksi maka benda lain akan memberikan gaya reaksi yang arahnya berlawanan.
Contoh
Sebuah benda massanya 125 kg . berapa berat benda
tersebut jika kecepatan
gravitasi bumi 10 m/s2
Penyelesaian
Diketahui m =
125 kg; g = 10 m/s2
Ditanya w =
…….?
Jawab w
= m . g
= 125 kg x 10 m/s2
= 1.250 newton
B. HUKUM NEWTON
Orang
pertama kali yang menyelidiki tentang
gaya dan gerak adalah Sir Isaac Newton, ilmuwan dari Inggris. Pendapat yang dikemukakan
oleh Newton ada tiga yang dikenal dengan Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan
Hukum III Newton.
1. Hukum I
Newton
Jika kita letakkan sebuah kelereng
diatas kertas pada bidang mendatar (kelereng dalam keadaan diam) kemudian
kertas kita tarik dengan kecepatan tinggi, maka kelereng akan tetap pada
kedudukannya, demikian juga jika kita naik bus dengan kecepatan tinggi
tiba-triba direm dengan mendadak maka kita akan melawan gerak laju bis dengan
cara mempertahankan kedudukan kita.
Sifat mempertahankan keadaan diri tersebvut dikenal
sebagai kelembaman (inersia) suatu benda. Oleh Newton gejala ini ditetapkan
sebagai hokum Kelembaman (Hukum I
Newtom) :
Jika
resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol,
benda itu
akan diam (tak bergerak) atau akan bergerak lurus beraturan.
Hukum I Newton
Juga menyatakan bahwa benda tidak akan
bergerak apabila tidak ada gaya yang
mempengaruhinya, jika benda diam akan tetap diam, atau tetap bergerak apa bila
benda tersebut dalam keadaan bergerak.
Kejadian sehari-hari yang ada hubungannya dengan hokum
Newton :
1. Ketika layang-layang tersangkut pada pohon; Jika benang ditarik pelan-pelan maka benang
akan putus di bagian ujungnya. Tetapi bila ditarik dengan disertai hentakan maka
benang akan putus di tengah-tengah.
2. Ketika kita naik motor yang sedang melaju kencang
kemudian tiba-tiba di rem, maka kita akan terhentak ke depan, sebaliknya ketika
kita naik motor yang lajunya pelan, kemudian motor dipercepat dengan tiba-tiba
maka kita akan terhentak ke belakang.
2. Hukum II
Newton
Percepatan (a) oleh sebuah benda dipengaruhi oleh gaya (F) dan massa (m) benda. Semakin besar gaya yang bekerja pada benda semakin besar percepatan benda ( Percepatan sebanding dengan gaya) Jika masa benda semakin besar maka percepatan benda
makin kecil ( percepatan berbanding terbalik dengan massa benda ).
Hubungan antara percerpatan (a), gaya (F) dan massa
benda (m) pertama kali dikemukakan oleh Newton dengan pernyataan :
Percepatan sebuah benda barbanding lurus
dengan besar gaya yang bekerja
pada benda, dan berbanding terbalik
dengan massa benda tersebut
a =
a = percepatan (m/s2)
F = gaya (N)
m = massa benda (kg)
Contoh
Sebuah benda massanya 2 kg, ditarik seorang anak
dengan gaya 30
newton mendatar. Berapakah percepatan yang dialami
benda ?
Penyelesaian
Diketahui m
= 2 kg
F
= 30 N
Ditanya a = …….?
Jawab a = =
= 15 N / kg = 15
m/s2
3. Hukum III
Newton
Timbulnya gaya reaksi disebabkan karena
adanya gaya
aksi. Misalnya nelayan naik sampan, nelayan memberikan gaya pada air yaitu
dengan mendayung kea rah belakang yang mentebabkan timbul reaksi yaitu sampan
melaju kea rah depan, berlawanan dengan arah gaya aksi.
Disini dinyatakan bahwa gaya aksi dan gaya reaksi selalu berpasangan dan dua gaya
ini tidak bekerja pada satu benda, tetapi gaya
aksi reaksi bekerja pada dua benda yang saling berinteraksi.
Newton menyimpulkan hal tersebut yang dikenal sebagai Hukum
III Newton sebagai berikut
Jika benda I
melakukan gaya pada benda II, maka benda II akan
melakukan gaya yang sama besarnya
terhadap benda I dengan
arah yang
berlawanan dengan arah gaya penyebabnya
