Hubungan Gaya dengan GLBB

Hubungan gaya dengan GLBB

Ketika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol (ΣF =0), benda tersebut berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus dengan kecepatan tetap (GLB). Hal ini sesuai dengan hukum I Newton.
Dalam hukum II Newton disebutkan bahwa besarnya percepatan benda sebanding dengan besar gaya yang diberikan dan berbanding terbalik dengan massanya. Dari hukum II Newton ini dapat dituliskan :
ΣF = m.a
Pada keadaan seperti ini  benda tersebut mengalami gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

Kita tuliskan kembali hukum II Newton dalam bentuk F = m a dan percepatan,

dan

sehingga diperoleh

F = gaya (N)
m = massa benda (kg)
V₀ = kecepatan mula-mula (m/s)
V_t = kecepatan akhir (m/s)
t = selang waktu (s)

Contoh soal 
Sebuah mobil yang massanya 1000 kg bergerak dari keadaan diam dengan percepatan konstan, sehingga selama 5 s kelajuannya menjadi 15 m/s.  Berapa besar gaya yang mempercepat mobil tersebut?

Penyelesaian :

Praktikum IPA Fisika : Menentukan Resultan Gaya-Gaya Segaris dan Searah

Praktikum Fisika : MENENTUKAN RESULTAN GAYA-GAYA SEGARIS DAN SEARAH

A. Tujuan

Memahami resultan gaya-gaya segaris dan searah

B. Dasar Teori

Resultan gaya adalah perpaduan dua gaya atau lebih. Untuk menentukan resultan gaya ini bisa menggunakan diagram vektor gaya.

C. Alat dan Bahan

- Neraca pegas

- Anak timbangan

- Statip

D. Cara kerja

- Susunlah alat dan bahan seperti pada gambar

neraca pegas

- Gantungkan anak timbangan 1 kg dan bacalah beratnya pada skala neraca pegas

- Ulangi percobaan untuk massa yang berbeda

E. Data Percobaan

No	Massa anak timbangan	Berat (N)
1	1 kg
2	2 kg
3	1 kg + 2 kg

F. Pertanyaan

1. Bagaimana menentukan resultan gaya dari gaya-gaya yang segaris?

Jawab :

2. Gambarkan diagram vektor gaya dari percobaan ini?

Jawab :

G. Kesimpulan

………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………..

Resultan Gaya

Apa itu resultan gaya?

Resultan gaya adalah gaya pengganti dari dua buah gaya atau lebih.

Jika ada dua gaya, misalnya F₁ dan F₂ bekerja pada suatu benda, maka resultan gaya R dituliskan sebagai  R = F₁ + F₂.

1. Jika dua buah gaya atau lebih arahnya sama, maka gaya-gayanya dijumlahkan 

Contoh :

Diketahui gaya F₁ = 15 Newton ke kanan, F₂ = 25 Newton ke kanan. Dengan menganggap 5 N digambarkan dengan 1 cm.

a. Lukiskan vektor F₁ dan F₂

b. Tentukan  besar dan arah resultan dari F₁ + F₂

_Penyelesaian

2. Jika dua buah gaya atau lebih arahnya berlawanan, maka gaya-gayanya dikurangkan

Contoh :

Diketahui gaya F₁ = 15 Newton ke kanan, F₂ = 25 Newton ke kiri. Tentukan besar dan arah dari F₁ + F₂ ?

Penyelesaian :

3. Dua buah gaya yang saling tegak lurus, resultan gayanya diperoleh dengan menggunakan rumus Phytagoras

Contoh :

Dua buah gaya masing-masing 6 N ke kanan dan 8 N ke atas saling membentuk sudut 90⁰. Berapa resultan keduanya?

Penyelesaian

F1 = 6 N ke kanan

F2 = 8 N ke atas

Dengan menggunakan gambar diperoleh hasil yang sama, sebagai berikut

Kapankah terjadi keseimbangan gaya?

Jika dua buah gaya yang besarnya sama bekerja pada sebuah benda dengan arah yang berlawanan, maka diperoleh resultan gaya sama dengan nol. Pada keadaan ini tidak terjadi perubahan gerak. Artinya benda tersebut tetap berada pada keadaan diam atau jika bergerak maka akan terus bergerak dengan kecepatan tetap (gerak lurus beraturan).

Referensi :

1. Kanginan, Martheen. 2002. Sains Fisika SMP untuk Kelas VII Semester 1. Jakarta : Erlangga

2. Purwanto, Budi. 2007. Sains Fisika 2 : Konsep dan Penerapannya untuk Kelas VIII SMP dan MTs. Solo : Tiga Serangkai

Menggambar Gaya

Gaya merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki besar dan arah. Karena merupakan besaran vektor, maka gaya dapat dilukiskan dengan diagram vektor, yaitu sebuah anak panah.

Perhatikan gambar berikut

Gambar 1

Misalkan sebuah gaya F yang dilukiskan dengan panjang OA seperti ditunmjukkan gambar 1. Anak panah memiliki titik tangkap O, ujung A, panjang OA, dan arahnya dari O ke A.

Panjang panah menunjukkan nilai atau besar gaya dan arah panah menunjukkan arah gaya.

Contoh :

Sebuah gaya F₁ yang berarah ke kanan dan besarnya 4 N dilukiskan dengan diagram vektor yang panjangnya 2 cm, seperti pada gambar.









Lukiskan diagram vektor-vektor gaya :

a. F₂ = 3 N ke kanan

b. F₃ = 6 N ke kiri

c. F₄ = 5 N ke atas

d. F₅ = 8 N ke bawah



Penyelesaian

Besar gaya 4 N dilukiskan dengan panjang 2 cm, artinya besar gaya 2 N dilukiskann dengan panjang 1 cm. Atau 1 cm mewakili 2 N.

a. Diagram vektor F₂ = 3 N ke kanan dilukiskan dengan anak panah yang mempunyai titik tangkap A, berarah ke kanan dan panjangnya 1,5 cm

b. Diagram vektor F₃ = 6 N ke kiri dilukiskan dengan anak panah yang mempunyai titik tangkap A, berarah ke kiri dan panjangnya 3 cm

c. Diagram vektor F₄ = 5 N ke atas dilukiskan dengan anak panah yang mempunyai titik tangkap A, berarah ke atas dan panjangnya 2,5 cm

d. Diagram vektor F₅ = 8 N ke bawah dilukiskan dengan anak panah yang mempunyai titik tangkap A, berarah ke bawah dan panjangnya 4 cm

Pengertian Gaya

Membawa meja

Menendang bola

Dua orang siswa sedang membawa kursi panjang. Satunya mendorong dan satunya menarik. Kerja sama keduanya menyebabkan  kursi tersebut dapat dipindahkan dengan mudah. Demikian pula, untuk menendang bola diperlukan gaya yang tepat agar bola sampai sasaran yang ditentukan.

Tarikan atau dorongan dalam fisika disebut dengan gaya. Dengan demikian, mengerjakan gaya pada suatu benda sama artinya dengan mendorong atau menarik benda tersebut.

Dua Jenis Gaya

Ada 2 jenis gaya, yaitu gaya sentuh dan gaya tidak sentuh.

1. Gaya sentuh

Gaya sentuh adalah gaya yang timbul karena persentuhan langsung secara fisika antara dua buah benda.

Contoh gaya sentuh : gaya gesek, gaya normal, gaya pegas, gaya otot dan sejenisnya.

Perhatikan gambar berikut.

Angkat besi

Belajar memanah

2. Gaya tak sentuh

Gaya tak sentuh adalah gaya yang timbul walaupun kedua benda tidak bergesekan secara fisik.

Contoh gaya tak sentuh : gaya gravitasi, gaya magnet dan gaya listrik.

Perhatikan gambar berikut.

Apel jatuh karen tertarik gravitasi bumi

Rambut berdiri karena pengaruh listrik statis

Perubahan-perubahan yang disebabkan oleh gaya

Ada empat perubahan yang dapat ditimbulkan oleh gaya :

1. Benda diam menjadi bergerak

2. Benda bergerak menjadi diam

3. Bentuk dan ukuran benda berubah

4. Arah gerak benda berubah

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 dinamometer

Referensi :

1. Foster, Bob. 2004. Eksplorasi Sains Fisika SMP Jilid 1 untuk Kelas VII. Jakarta : Erlangga 


2. Kanginan, Marthen. 2004. Sains Fisika 1A untuk SMP Kelas VII. Jakarta : Erlangga


3. Purwanto, Budi. 2007. Sains Fisika 2 Konsep dan Penerapannya untuk Kelas VIII SMP dan Mts. Solo : Tiga Serangkai

Sumber gambar :

1. http://dbe.rti.org/news/index.cfm?id=162&fuseaction=detail


2. https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEib6-cYD8YxFJbqQaALylB2R9sWKCPp9OjsIyb-raCfmMPOr5LJXCscKySmKTMAscv6vIfLarqdmTuQn8OrE-XaC4ExVQmU22uB5v-mEk1YKqb6gWMFSmC_4VH3qDMxEENCRZzqePoj9zi3/s320/beckham2.jpg


3. http://sin.stb.s-msn.com/i/F6/F3D6B5356177C477DBE530EA79C43C.jpg


4. http://v-images2.antarafoto.com/gor/1277689501/olahraga-belajar-memanah-01.jpg


5. http://nanikhidayati.files.wordpress.com/2009/05/grav1.jpg?w=230&h=294


6. https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgws1L6YxMt9Z56812hqOPqRIFfIyQ7l1Ql_v17lHfam68C27CbDJKeIpPa0xbgH-eHrqtFaFezRbdSrb6yuXB-oj2LgxN1TQ-LmbfBxKXY4YH2nexb49opBvawQTMZvlRCQIdSMsBgGzw/s320/listrk+statis.JPG


7. http://www.fenokulu.net/portal/sayfalar/resimgalerisi/ResimDosyalari/dinanometremodeli1.jpg