GAYA
Pengertian Gaya
Di dalam ilmu fisika, gaya atau
kakas adalah apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami
percepatan. Gaya memiliki besar dan arah, sehingga merupakan besaran vektor.
Satuan SI yang digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton (dilambangkan dengan
N).
Gaya bukanlah sesuatu yang pokok
dalam ilmu fisika, meskipun ada kecenderungan untuk memperkenalkan ilmu fisika
lewat konsep ini. Yang lebih pokok ialah momentum, energi dan tekanan.
Sebenarnya, tak seorang pun dapat mengukur gaya secara langsung. Tetapi, kalau
sesuatu mengatakan seseorang mengukur gaya, sedikit berpikir akan membuat
seseorang menyadari bahwa apa yang diukur sebenarnya adalah tekanan (atau
mungkin kemiringannya).
Di fisika, gaya adalah aksi atau
agen yang menyebabkan benda bermassa bergerak dipercepat. Hal ini mungkin
dialami sebagai angkatan, dorongan atau tarikan. Percepatan benda sebanding dengan
penjumlahan vektor seluruh gaya yang beraksi padanya (dikenal sebagai gaya
netto atau gaya resultan). Dalam benda yang diperluas, gaya mungkin juga
menyebabkan rotasi, deformasi atau kenaikan tekanan terhadap benda. Efek rotasi ditentukan oleh torka, sementara deformasi dan
tekanan ditentukan oleh stres yang diciptakan oleh gaya.
Konsep gaya telah membentuk bagian
dari statika dan dinamika sejak zaman kuno. Kontribusi kuno terhadap statika
berpuncak dalam pekerjaan Archimedes di abad ke tiga sebelum Masehi, yang masih
membentuk bagian fisika modern. Sebaliknya, dinamika Aristoteles disatukan
kesalahpahaman intuisi peranan gaya yang akhirnya dikoreksi dalam abad ke 17,
berpuncak dalam pekerjaan Isaac Newton. Menurut perkembangan mekanika kuantum,
sekarang dipahami bahwa partikel saling mempengaruhi satu sama lain melalui
interaksi fundamental, menjadikan gaya sebagai konsep yang berguna hanya pada
konsep makroskopik.
Menurut
bahasa,gaya adalah tarikan atau dorongan. Gaya dapat menyebabkan :
ü Benda diam menjadi bergerank
ü Merubah bentuk benda
ü Merubah arah gerak benda
ü Menyebabkan benda yang bergerak
menjadi diam.
Gaya didefinisikan sebagai suatu tarikan atau suatu dorongan yang dikerahkan sebuah benda terhadap
benda lain. Pengaruh gaya pada benda antara lain sebagai berikut:
ü Menyebabkan perubahan kecepatan
gerak benda.
ü Menyebabkan benda diam menjadi
bergerak dan sebaliknya.
ü Mengubah arah gerak benda.
ü Mengubah bentuk suatu benda.
Ø
Gaya adalah tarikan atau dorongan yang memiliki arah.
Ø
Gaya terdiri atas gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
Ø
Gaya sentuh adalah gaya yang terjadi akibat sentuhan
langsung.
Ø
Gaya dapat menyebabkan perubahan posisi, kecepatan, bentuk,
panjang, volume, dan arah.
Ø
Alat yang digunakan untuk mengukur gaya secara langsung
adalah neraca pegas atau dinamometer.
Ø
Gaya memiliki besar dan arah.
Ø
Sebuah benda yang dipengaruhi dua buah gaya dikatakan
setimbang jika kedua gaya tersebut sama besar dan berlawanan arah
Ø
Gaya gesek adalah gaya akibat sentuhan langsung dua
permukaan.
Ø
Besarnya gaya gesek bergantung pada kekasaran dan kehalusan
permukaan yang bergesekan.
Ø
Arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah kecenderungan
gerak.
Ø
Besaran yang menyatakan perbandingan gaya berat dan massa
suatu benda disebut percepatan gravitasi. g = w/m]
Ø
Satuan percepatan gravitasi adalah N/kg atau m/s2.
Ø
Berat benda bergantung pada jaraknya ke pusat bumi. Semakin
jauh jarak ke pusat bumi semakin kecil beratnya.
Ø
Massa benda selalu tetap di setiap tempat.
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.
1.
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 yang selalu mempertahankan keadaan diam atau keadaan bergeraknya yang
dinamakan inersia atau kelembaman. Oleh karena itu, Hukum I Newton dikenal juga dengan sebutan Hukum Kelembaman. ( F = 0 )
- Contoh:
Ø Kita terdorong ke depan ketika bus tiba- tiba direm atau terdorong ke
belakang ketika bus bergerak maju secara
mendadak.
- 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).
- 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.”
F aksi = –
F reaksi
Gaya aksi dan reaksi tersebut memiliki besar yang
sama,tetapi berlawanan arah dan bekerja pada dua benda yangberbeda.
- Contoh:
Ø 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.
JENIS
– JENIS GAYA
Ada
2 jenis gaya, yaitu gaya sentuh dan gaya tidak sentuh
1.
Gaya Sentuh
Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja pada suatu
benda dengan melalui sentuhan pada
permukaan benda tersebut.
Contoh – contoh gaya sentuh :
ü Gaya Pegas :
Kekuatan yang ditimbulkan oleh karet
atau pegas yang diregangkan. Misalnya saat kamu bermain panahan, karet mampu
mendorong anak panah terlontar dengan cepat dan jauh. Berikut adalah
salah satu contoh gambar Gaya Pegas.
ü Gaya Gesekan:
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 gesekan terbagi dua yaitu gaya
gesekan statis & kinetis.
1.
Gesekan Statis
Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang terjadi pada saat benda masih diam. Jika kamumenarik dengan gaya 10 N
dan balok tepat akanbergerak, besar gaya gesek adalah 10 N dan disebut
dengan gaya gesek statis maksimum. Ketika kamu menariknya dengan gaya 6 N dan balok belum
bergerak, besarnya gaya gesek statis adalah 6 N (belum mencapai maksimal).
2.
Gesekan Kinetis :
Gaya gesek kinetis adalah gaya yang terjadipada saat benda
bergerak. besar
gaya gesek kinetis lebih
kecil daripada gaya gesek statis maksimum.
Bila kedua benda saling bergesekkan,
maka antara keduanya akan muncul gaya gesek. Gaya gesek bisa menguntungkan dan
merugikan. Bila kita berjalan di jalan yang kering, antara sepatu dan jalan
akan muncul gaya gesek. Gaya gesek ini membantu kita untuk bisa berjalan.
Bayangkan bila jalanan licin, maka gaya geseknya akan kecil dan kita akan
kesulitan untuk berjalan.
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.
ü Gaya otot :
Kekuatan yang dihasilkan oleh otot
manusia. Gaya ini sering dilakukan pada saat kita mengangkat beban atau sedang
senam di sekolah. Apabila kita sering melakukan olahraga maka otomu akan
bertambah besar dan kuat. Berikut adalah salah satu contoh gambar Gaya Otot.
2.
Gaya tak sentuh
Gaya tak
sentuh dapat
didefinisikan sebagai gaya yangbekerja pada benda tanpa menyentuh benda
tersebut.
Contoh – contoh Gaya tak sentuh :
ü Gaya magnet:
Kekuatan yang menarik jarum, paku,
atau benda logam lainnya yang ada disekitarnya. Magnet memiliki 2 kutub yaitu
kutub utara dan selatan. Bentuk magnet beragam ada yang berbentuk jarum, ada
yang berbentuk huruf “U”, berbentuk silinder, berbentuk lingkaran dan ada yang
berbentuk batang. Berikut adalah salah satu contoh gambar Gaya Magnet.
ü Gaya listrik statis:
Kekuatan yang dimiliki benda yang
bermuatan listrik untuk menarik benda-benda disekitarnya. Untuk melihat adanya
gaya listrik statis, bisa dicoba dengan mengosok-gosok penggaris pada rambut
kering kita, kemudian dekatkan pada sobekkan kertas, maka sobekkan kertas
tersebut akan menempel pada penggaris. Penggaris bisa menarik potongan kertas
dengan gaya listrik statis. Berikut adalah salah satu contoh gambar Gaya Listrik
Statis.
ü Gaya gravitasi bumi :
Kekuatan bumi untuk menarik benda
lain ke bawah. Bila kita melempar benda ke atas, baik dari kertas, pensil atau
benda lain maka semua benda itu akan jatuh ke bawah. Berbeda bila di luar
angkasa para astronot tidak merasakan gaya gravitasi, akibatnya mereka akan
melayang-layang bila berada di luar angkasa. Berikut adalah salah satu contoh gambar
Gaya Gravitasi Bumi.
Mengukur
gaya
Di dalam laboratorium, gaya diukur dengan menggunakan neraca
pegas (dinamometer). Satuan gaya dalam dalam SI adalah
Newton, sedangkan dalam cgs adalah dyne. Berbagai bentuk dynamometer :
GAYA DALAM RELATIVITAS KHUSUS
Dalam teori relativitas khusus, massa
dan energi adalah sama (sebagaimana dapat dilihat dengan menghitung kerja yang
diperlukan untuk mempercepat benda). Ketika kecepatan suatu objek meningkat
demikian juga energinya dan oleh karenanya ekivalensi massanya (inersia). Hal
ini memerlukan gaya yang lebih besar untuk mempercepat benda sejumlah yang sama
daripada itu lakukan pada kecepatan yang lebih rendah. Definisi masih valid.
Gaya dan
Potensial
Disamping gaya, konsep yang sama secara
matematis dari medan energi potensial dapat digunakan untuk kesesuaian. Sebagai
contoh, gaya gravitasi yang beraksi pada suatu benda dapat dipandang sebagai
aksi medan gravitasi yang hadir pada lokasi benda.
Pernyataan ulang secara matematis
definisi energi (melalui definisi kerja), medan skalar potensial didefinisikan
sebagai medan yang mana gradien adalah sama dan berlawanan dengan gaya yang
dihasilkan pada setiap setiap titik. Gaya dapat diklasifikasi sebagai konservatif
atau non konservatif. Gaya konservatif sama dengan gradien potensial.
Gaya
konservatif
Gaya konservatif yang beraksi pada
sistem tertutup memiliki sebuah kerja mekanis terkait yang memperkenankan
energi untuk mengubah hanya antara bentuk kinetik atau potensial. Hal ini
berarti bahwa untuk sistem tertutup, energi mekanis netto adalah kekal kapan
pun gaya konservatif beraksi pada sistem.
Gaya, oleh karena itu, terkait secara
langsung dengan perbedaan energi potensial antara dua lokasi berbeda dalam ruang
dan dapat ditinjau sebagai artifak, benda (artifact) medan potensial dalam cara
yang sama bahwa arah dan jumlah aliran air dapat ditinjau sebagai artifak
pemetaan kontur (contour map) dari ketinggian area. Gaya konservatif meliputi
gravitasi, gaya elektromagnetik, dan gaya pegas.
Tiap-tiap gaya ini, oleh karena itu, memiliki
model yang gayut pada posisi seringkali diberikan sebagai vektor radial
eminating dari potensial simetri bola.
Gaya non
konservatif
Untuk skenario fisis tertentu, adalah
tak mungkin untuk memodelkan gaya sebagaimana dikarenakan gradien potensial.
Hal ini seringkali dikarenakan tinjauan makrofisis yang mana menghasilkan gaya
sebagai kemunculan dari rata-rata statistik makroskopik dari keadaan mikro.
Sebagai contoh, friksi disebabkan oleh gradien banyak potensial elektrostatik
antara atom-atom, namun mewujud sebagai model gaya yang tak gayut sembarang
vektor posisi skala makro.
Gaya non konservatif selain friksi
meliputi gaya kontak yang lain, tegangan, tekanan, dan seretan (drag). Akan
tetapi, untuk sembarang deskripsi detail yang cukup, seluruh gaya ini adalah
hasil gaya konservatif karena tiap-tiap gaya makroskopis ini adalah hasil netto
gradien potensial mikroskopis.
KESIMPULAN
Gaya
adalah suatu dorongan atau
tarikan. Gaya dapat mengakibatkan perubahan – perubahan sebagai
berikut :
ü benda diam menjadi
bergerak
ü benda bergerak menjadi
diam
ü bentuk dan ukuran benda
berubah
ü arah gerak benda berubah
Macam – macam Gaya
Berdasarkan penyebabnya, gaya dikelompokkan
sebagai berikut :
ü gaya mesin, yaitu gaya yang berasal
dari mesin
ü gaya magnet, yaitu gaya yang berasal
dari magnet
ü gaya gravitasi, gaya tarik yang
diakibatkan oleh bumi
ü gaya pegas, yaitu gaya yang
ditimbulkan oleh pegas
ü gaya listrik, yaitu gaya yang
ditimbulkan oleh muatan listrik
Berdasarkan sifatnya, gaya dikelompokkan
menjadi :
ü gaya sentuh, yaitu gaya yang timbul
karena titik kerja gaya, langsung bersentuhan dengan benda.
ü gaya tak sentuh, yaitu gaya yang timbul
walaupun titik kerja gaya tidak bersentuhan dengan benda.
DAFTAR PUSTAKA
http://arsyadriyadi.blogspot.com/2011/07/pengertian-gaya.html
http://www.google.co.id/tanya/bthread?force=1&tid=51bf67a09d934342&table=%2Ftanya%2F-home%3Fstart%3D40%26force%3D1
http://balgis-mahdi.blogspot.com/2008/09/definisi-gaya.html
http://basistik.blogspot.com/2011/05/jenis-jenis-gaya.html
http://www.fisikaonline.com/index.php?option=com_content&view=article&id=72:gaya-dan-hukum-newton&catid=14:suhu&Itemid=90
Tidak ada komentar:
Posting Komentar