Gaya, Materi Pelajaran IPA SMP Kelas 7, Kurikulum Merdeka

 Gaya

A.      Pengertian Gaya

Gaya (Force) adalah sesuatu berupa dorongan atau tarikan yang dapat menyebabkan benda bergerak, menyebabkan perubahan arah, bentuk dan kecepatan sebuah benda.

B.       Macam-macam Gaya

Dalam kehidupan sehari-hari, banyak peristiwa yang dipengaruhi oleh gaya sehingga menyebabkan terjadi perubahan pada benda. Dilihat dari prosesnya, gaya dapat dibedakan menjadi dua yakni gaya sentuh dan gaya tak sentuh. .

1.      Gaya sentuh

Gaya sentuh adalah gaya dimana dua atau lebih benda bersentuhan satu sama lain secara langsung. Yang termasuk gaya sentuh diantaranya:

a.      Gaya otot

Gaya otot merupakan gaya yang diperoleh dari otot-otot tubuh kita. Misalnya :

-          mendorong meja dengan menggunakan gaya otot tangan.

-          menendang bola dengan menggunakan gaya otot kaki.

-          gaya otot kuda dalam menarik gerobak.

b.      Gaya pegas

Gaya pegas terjadi karena elastisitas karet atau pegas.

Contoh gaya pegas :

-          ketika kita menembak sasaran menggunakan ketapel

-          olahraga memanah

-          menimbang menggunakan neraca pegas

c.       Gaya gesek

Gaya gesek merupakan gaya yang bekerja pada dua benda yang saling bergesekan.

Contoh gayas gesek :

-          gesekan antara sepatu dengan lantai

-          gesekan pada kampas rem dengan cakram sepeda

-          gesekan pesawat dengan udara

2.      Gaya tak sentuh

Gaya tak sentuh atau field forces adalah gaya yang terbentuk tanpa adanya sentuhan antara benda-benda. Yang termasuk gaya tak sentuh diantaranya:

a.      Gaya listrik

Gaya listrik terjadi karena adanya muatan-muatan listrik.

Contohnya :

-          penggaris plastik yang digosokkan dengan rambut selanjutnya, penggaris tersebut dapat menarik sobekan kertas.

-          kaca yang dgosokkan dengan kain sutera.

b.      Gaya magnetik

Gaya magnetik merupakan kemampuan magnet menarik logam seperti besi, baja, dan nikel

c.       Gaya gravitasi Bumi

Gaya gravitasi Bumi disebabkan oleh gaya tarik Bumi pada seluruh benda yang berada di permukaan Bumi. Akibat gaya gravitasi Bumi, semua benda akan tertarik menuju ke pusat Bumi.

Contoh : buah mangga atau kelapa yang jatuh dari pohonnya.

C.       Mengukur Gaya

Gaya merupakan besaran vector, yaitu besaran yang memiliki nilai dan arah. Besarnya gaya dapat diukur menggunakan neraca pegas atau dinamometer. Neraca pegas terdiri atas pegas yang berada dalam tabung, disekitar tabung tersebut terdapat skala-skala dengan satuan newton. Ketika neraca pegas digunakan, pegas pada neraca akan memanjang. Penambahan Panjang pegas tersebut menyatakan besarnya gaya yang diukur.

Satuan gaya

D.      Resultan Gaya

Dalam gaya ada istilah resultan gaya. Resultan gaya adalah besar gabungan gaya. Rumus resultan gaya:

R = F1 + F2 + F3 + . . .  

Dengan ketentuan:
R = resultan gaya
F = gaya 

Nah hasil dari resultan gaya itu bisa saja nol ataupun positif maupun negatif. Misalkan kita dan satu teman nih lagi iseng dorong meja tapi dari arah berlawanan. Kita dorong meja ke depan dan satu teman mendorong ke arah sebaliknya dengan besar gaya yang sama.

Kita anggap deh gaya yang dikeluarkan kita sebagai F1, dan gaya yang dikeluarkan oleh teman kita – F1. Dalam sains, kalau diberikan gaya dengan arah yang SEBALIKNYA cukup dinotasikan dengan tanda negatif. Kita keluarkan sebesar 10N, dan teman juga mengeluarkan yang sama sebesar 10N. Seperti gambar dibawah ini:

Maka meja itu akhirnya bakal diam, alias resultan gayanya nol, ya kan? Karena berdasarkan perhitungan:  R = 10 + (-10) = 10 – 10 = 0.

Sedangkan jika kita dan satu teman kita itu mendorong meja searah, maka itu meja bakal maju ke depan dan hasil resultan pasti akan positif. Benar? Seperti gambar ilustrasi dibawah ini:

Nah kalau kita masukin rumusnya maka: R = F1 + F2 = 10 + 10 = 20N.

Jadi meja tersebut akan bergerak ke kanan dengan resultan gaya sebesar 20N.  Kemudian gimana ceritanya hasilnya bisa negatif? Ini bisa terjadi kalau gaya yang diberikan berlawanan dan lebih besar daripada gaya yang searah. Misalkan kita mendorong meja dengan gaya 10N, sedangkan teman kita mengeluarkan gaya 20N dengan arah berlawanan. Biar gampang kita gambarin nih:

 Kalau kita masukin rumus jadinya: R = F1 + F2 = 10 + (-20) = 10 – 20 = -10N.

Ingat arti dari negatif disini adalah arahnya berlawanan, maka jawabannya adalah meja akan bergerak 10N ke arah kiri. Gampang kan? Nah selanjutnya tentang gaya, ketika mendorong meja pasti kedengeran suara ketika digeser ya kan? Itu yang disebut dengan gaya gesek.

Gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan oleh dua benda yang saling bergesekan dan arahnya berlawanan dengan arah gerak benda. Gaya gesek itu dibagi dua:

·         Gaya gesek statis

Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang terjadi pada saat benda belum bergerak sama sekali.

·         Gaya gesek kinetis

 Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang terjadi setelah benda bergerak.

E.       Hukum Newton

Pada abad ke-17 atau sekitar tahun 1600-an, seorang pemikir sekaligus ilmuan bernama Isaac Newton merumuskan hukum-hukum gerak yang sangat luar biasa. Hukum newton itu dibagi menjadi 3, Karya besar Newton tersebut dituliskan dalam buku yang sangat termashyur, yaitu Philosophiae Naturalis Principia Mathematica yakni:

·         Hukum I Newton

·         Hukum II Newton

·         Hukum III Newton

Hukum I Newton
Hukum I Newton berbicara tentang konsep kelembaman benda atau dikenal juga sebagai sifat kemalasan benda untuk merubah posisinya. Kelembaman benda yaitu kecenderungan sebuah benda untuk mempertahankan geraknya. Jika dituliskan dalam rumus akan menjadi:

ΣF = 0

Dimana:
∑ F = Resultan gaya
∑ dibacanya sigma ya! 

Contoh peristiwa yang berkaitan dengan hukum I Newton

(1)     Penumpang terdorong ke depan ketika mobil direm mendadak

(2)     Penumpang terpelanting ke belakang ketika sepeda motor tiba-tiba dipercepat

(3)     Kardus di atas bus terlempar ketika bus menikung dengan cepat

(4)     Pemain ski yang tetap meluncur ketika tidak ada gaya yang bekerja

Hukum II Newton
Besaran penting dari Hukum II Newton adalah yang disebut sebagai percepatan. Percepatan sebuah benda sebanding dengan gaya yang diberikan pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda itu. Arah percepatan sama dengan arah gaya itu. Nah secara rumus ditulis:

F = m.a

Keterangan :

F = Gaya (newton)

m = massa benda (kg)

a = percepatan (m/s²)

Contoh penerapan Hukum II Newton

(1)   Mobil yang melaju di jalan raya mendapat percepatan yang sebanding dengan gaya

(2)   Makin besar massa benda, makin besar percepatan yang dialami benda

(3)   Truk tronton yang mengangkut muatan muatan besar akan bergerak lambat dibandingkan saat kosong dengan gaya mesin yang sama

(4)   Gaya yang diberikan untuk mendorong gerobag yang muatannya penuh lebih besar dibandingkan saat gerobag kosong

Hukum III Newton
Secara sederhana bunyi Hukum III Newton tersebut menyatakan: “Untuk setiap aksi akan ada reaksi yang sama tetapi berlawanan arah” Nah hukum ini sering disebut juga Hukum Aksi-Reaksi. Jadi bisa kita tuliskan:

F_aksi = - F_reaksi

 Contoh penerapan Hukum III Newton

(1)     Roket melesat ke atas ketika gas menyembur ke arah bawah

(2)     Tangan perenang mendorong ke belakang agar bergerak maju

(3)     Saat menembakkan peluru dari senapan, badan orang terdorong ke belakang

(4)     Ketika dayung digerakkan ke belakang perahu bergerak ke depan

(5)     Semakin cepet seseorang mengendarai sepeda, semakin besar terpaan angin dari depan

(6)     Ketika dayung mendorong air ke belakang, sampan akan meluncur ke depan

Contoh Soal

1.     
Jika massa benda sama, maka benda yang mempunyai percepatan yang terbesar adalah … .

 

Penyelesaian

Karena massa benda sama, maka percepatan benda hanya dipengaruhi oleh resultan gaya.

         A.  ∑F = 3 + 5 + 2 = 8 N

         B.   ∑F = 3 + 5 – 2 = 6 N

         C.   ∑F = 12 + 3 – 5 = 10 N

        D.  ∑F = 12 + 5 – 3 = 14 N

(jawaban D)

2.     Jika massa benda sama, maka benda yang mempunyai percepatan yang terkecil adalah … .

        

3.      Tiga gaya bekerja pada sebuah benda bermassa 10 kg seperti gambar.

Percepatan gerak benda adalah ... .

A.       0,5 m/s²

B.       2 m/s²

C.       5,5 m/s²

D.       6 m/s²

4.      Beberapa gaya bekerja pada sebuah benda yang massanya 5 kg seperti gambar. 

      

       Jika gaya gesekan antara benda dengan papan nol, maka percepatan yang dialami benda adalah ... .

A.       1 m/s²

B.       4  m/s²

C.       5 m/s²

D.       9 m/s²

5.      Perhatikan gambar berikut!

Jika gaya yang digunakan untuk menarik benda tidak berubah, maka percepatannya akan menjadi....

A.       2,25 m/s²

B.       4,00 m/s²     

^C.          16,00 m/s²

D.       24,00m/s²

6.      Perhatikan gambar berikut ini!

 

Kedua benda bergerak dengan percepatan 2 m/s². Jika benda A diturunkan, maka percepatan benda B sekarang adalah ….

           A.    2 m/s²

          B.     3 m/s²

         C.     6 m/s²

         D.    15 m/s²

        

.         

Share this post