Pengertian Gaya, Sifat dan Rumusnya

Jika Anda diminta untuk memindahkan meja, apa yang akan Anda lakukan? Tentu Anda akan mendorong atau menariknya bukan? Setelah itu tarik atau dorong pasti meja akan bergerak atau berubah posisi. Namun, jika Anda hanya menatap meja tanpa perawatan apapun, pasti meja tersebut tidak akan berubah posisi. Mengapa demikian? Karena tarikan atau dorongan yang anda berikan merupakan gaya yang menyebabkan meja tersebut bergerak. Apa yang dimaksud dengan gaya? Yuk, lihat selengkapnya.

Definisi Gaya

Gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan suatu benda berubah posisi atau bentuknya. Gaya adalah besaran vektor, yaitu besaran yang memperhitungkan arah. Besaran ini merupakan salah satu besaran fisika yang sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Semua aktivitas manusia dan hewan pasti melibatkan kekuatan di dalamnya. Misalnya berjalan, berlari, menendang bola, menerkam mangsa, memantulkan bola, menyusun buku, mengendarai mobil, dan masih banyak lagi lainnya. Simbol gaya diambil dari bahasa Inggris memaksaitu adalah F . Sedangkan satuan gaya diambil dari penemunya yaitu Newton atau N. Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa hubungan antara gaya dan gerak merupakan hubungan sebab akibat.

Satu pernyataan Di Sini untuk Quipperian, ketika kamu mendorong tembok, pasti tembok itu tidak bergerak atau berubah bentuk kan? Lalu, bagaimana dengan gayanya? Kerjakan PR, oke!

Macam Gaya

Ada berbagai jenis gaya. Ingat, mekanisme pergerakan atau perubahan bentuk suatu benda juga berbeda-beda. Lalu, apa saja macam-macam gaya tersebut?

Berdasarkan sumbernya, gaya dibedakan menjadi sebagai berikut.

Gravitasi

Pengertian gaya gravitasi adalah gaya yang menyebabkan semua benda di bumi jatuh. Misalnya saat Anda melempar bola ke atas, bola pasti akan jatuh kembali ke bawah. Tanpa gravitasi, benda tidak akan pernah jatuh. Hal itu bisa Anda lihat saat astronot berada di luar angkasa, tepatnya di International Space Station (ISS). Karena ISS tidak memiliki percepatan gravitasi, astronot terlihat melayang di udara. Bahkan, tetesan air akan terlihat menggelinding di udara.

Gesekan

Pengertian gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan oleh gesekan antara dua benda. Semakin kasar permukaan suatu benda, semakin besar gaya gesek yang dihasilkan. Misalnya, permukaan luar ban sepeda motor didesain dengan pola yang menonjol agar gaya gesek antara ban dengan aspal lebih besar, sehingga sepeda motor tidak mudah selip.

Gaya Musim Semi

Pengertian gaya pegas adalah gaya yang ditimbulkan oleh peregangan pegas. Semakin besar bentangan pegas, semakin besar gaya yang dihasilkan. Misalnya saat Anda menarik karet gelang. Semakin lama tarikan karet, semakin sakit jika mengenai kulit.

Gaya magnetis

Pengertian gaya magnet adalah gaya yang ditimbulkan oleh interaksi kutub magnet. Seperti diketahui bahwa jika kutub sejenis didekatkan maka akan saling tolak menolak dan jika kutub sebangun didekatkan maka akan saling tarik menarik. Interaksi gaya tolak dan gaya tarik akan menghasilkan gaya magnet.

Angkatan Listrik

Listrik merupakan salah satu faktor penting penunjang kehidupan manusia. Listrik dihasilkan oleh muatan listrik seperti elektron dan proton. Interaksi antara muatan tersebut akan menghasilkan gaya yang disebut gaya listrik.

Gravitasi

Berat adalah gaya yang dimiliki oleh suatu benda bermassa dan dipengaruhi oleh percepatan gravitasi dimana benda tersebut berada.

Berdasarkan bidang sentuhnya, gaya dibagi menjadi dua sebagai berikut.

Sentuh Gaya

Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja dengan cara kontak langsung antar benda. Misalnya saat Anda mendorong meja, bagian bawah meja harus bersentuhan langsung dengan lantai, bukan?

Gaya Tanpa Sentuhan

Gaya tak sentuh adalah gaya yang tidak terjadi kontak antar benda. Contoh benda jatuh karena percepatan gravitasi. Saat jatuh, apakah benda bersentuhan dengan gravitasi? Tentu tidak, ya.

Apa Manfaat Gaya?

Manfaat gaya adalah sebagai berikut.

1. Gaya menyebabkan benda bergerak.
2. Gaya menyebabkan benda berubah bentuk.
3. Gaya mempengaruhi besar kecilnya usaha untuk menggerakkan atau memindahkan suatu benda.

Apa Sifat-sifat Gaya?

Sebagai salah satu besaran dalam fisika yang mempengaruhi gerak benda, gaya memiliki sifat-sifat sebagai berikut.

1. Gaya dapat mengubah bentuk benda, misalnya kertas akan berubah menjadi kusut saat diremas.
2. Gaya dapat mengubah arah benda, misalnya anda memukul bola ke kanan, dari kanan bola dipukul oleh teman anda ke kiri. Dengan pukulan tersebut, bola yang semula bergerak ke kanan dapat berubah menjadi ke kiri.
3. Gaya dapat mengubah kecepatan benda, misalnya perubahan kecepatan sepeda motor akibat pengereman.
4. Gaya dapat mengubah suatu benda bergerak menjadi diam, misalnya ketika sebuah bola menggelinding ke arah Anda, maka bola tersebut Anda pegang agar tidak bergerak.
5. Gaya dapat mengubah suatu benda diam menjadi bergerak, misalnya pada saat anda menendang bola yang diam.

Pengaruh Gaya pada Objek

Seperti yang telah dibahas sebelumnya bahwa gaya merupakan faktor yang menyebabkan suatu benda bergerak. Misalnya, jika Anda mendorong meja yang tidak bergerak, meja itu pasti akan bergerak, bukan? Jadi, pengaruh gaya pada benda adalah gaya yang menyebabkan benda bergerak.

Formula Gaya

Seperti yang telah dibahas sebelumnya, gaya bervariasi. Jadi, rumus gayanya juga bervariasi. Namun, Blog Quipper kali ini hanya akan menampilkan beberapa rumus terkait gaya yang akan Anda pelajari di SMP.

Formula Gravitasi

Secara matematis, rumus gravitasi adalah sebagai berikut.

w = mg

Dengan:

w = gravitasi (N);

M = massa benda (kg); Dan

G = percepatan gravitasi (m/s²).

Rumus Gaya Menurut Hukum Newton

Hukum yang mengatur gerak adalah hukum Newton. Hukum ini terbagi menjadi tiga, yaitu sebagai berikut.

1. Hukum Newton I, dengan rumus _.
2. Hukum II Newton, dengan rumus F = bu Di mana A adalah percepatan benda yang satuannya m/s².
3. Hukum III Newton, dengan rumus F_tindakan = –F_reaksi.

Hasil Gaya

Karena gaya adalah besaran vektor, Anda juga harus terbiasa dengan istilah gaya resultan. Pengertian resultan gaya adalah jumlah semua gaya yang bekerja pada garis yang sama. Jumlahnya harus mengacu pada arah gaya. Perhatikan ilustrasi berikut.

Informasi:

• Pada Gambar 1 terlihat bahwa arah F₁ dan F₂ memiliki arah yang sama yaitu mendorong kotak ke kanan. Dengan demikian, resultan gaya pada Gambar 1 dirumuskan sebagai berikut.

F_{Yg dihasilkan} = F₁ + F₂

• Pada Gambar 2 terlihat bahwa arah F₁ dan F₂ berlawanan satu sama lain, di mana F1 mendorong kotak ke kiri, sedangkan F2 mendorong kotak ke kanan. Ingat, gaya itu adalah besaran vektor. Artinya, ada tanda kesepakatan untuk kekuatan yang saling berseberangan. Jika ke kanan +, lalu ke kiri -. Dengan demikian, resultan gaya pada Gambar 2 dirumuskan sebagai berikut.

F_{Yg dihasilkan} = F₁ – F₂ atau F_{Yg dihasilkan} = F₂ – F₁ → sesuai dengan tanda perjanjian yang anda buat.

Contoh soal

Untuk mengasah pemahaman Anda, mari kita lihat contoh soal berikut.

Contoh Soal 1

Sebagai salah satu syarat masuk SMA, Ani harus menimbang massa tubuhnya. Saat ditimbang, massa tubuh Ani adalah 55 kg. Jika percepatan gravitasi tempat Ani berada adalah 9,8 m/s²berapa berat badan ani?

Diskusi:

Dikenal:

M = 55 kg

G = 9.8m/s²

diminta: w =…?

Menjawab:

Untuk mencari gravitasi, gunakan persamaan berikut.

Jadi, gravitasi Ani adalah 539 N.

Contoh Soal 2

Sebuah mobil bermassa 200 kg bergerak dengan percepatan 2 m/s². Berapakah gaya yang dihasilkan oleh mobil tersebut?

Diskusi:

Dikenal:

M = 200 kg

A = 2m/s²

diminta: F =…?

Menjawab:

Gaya yang dihasilkan oleh mobil diformulasikan sebagai berikut.

F = bu

= (200)(2)

= 400 N

Jadi, gaya yang dihasilkan mobil tersebut adalah 400 N.

Contoh Soal 3

Empat orang anak yaitu Siska, Deni, Rian, dan Lusi mengikuti tarik tambang seperti gambar di bawah ini.

Sumber: dreamtime.com

Siska satu tim dengan Deni dan Rian satu tim dengan Lusi. Saat pertandingan dimulai, Siska menarik tali dengan gaya 80 N, Deni menarik tali dengan gaya 90 N. Sedangkan Deni dan Lusi menarik tali dengan gaya yang sama yaitu 86 N. Berapakah resultan gaya yang dihasilkan oleh empat anak? Dan tim siapa yang akan menang?

Diskusi:

Dikenal:

F_S = 80 N

F_D = 90 N

F_R = F_L = 86 N

diminta: F_R dan tim siapa yang akan menang?

Menjawab:

Pertama-tama, Anda harus mencari total gaya tim Siska dan Deni.

F_R1 = F_S + F_D

= 80 + 90

= 170 N

Kemudian ditentukan gaya total oleh tim Rian dan Lusi.

F_R2 = F_R + F_L

= 86 + 86

= 172 N

Karena kedua tim menarik tali dengan arah berlawanan, tentukan tanda kesepakatan. Misalnya, jumlah gaya tim Siska dan Deni diberi tanda (+) dan jumlah gaya tim Rian dan Lusi diberi tanda (-), jadi:

F_R = F_R1 – F_R2

= 170 – 172

= -2 N

Resultan gaya adalah -2 N. Tanda negatif menunjukkan bahwa resultan gaya mengarah ke tim Rian dan Lusi. Artinya, tim Rian dan Lusi menarik tali dengan kekuatan lebih besar dari tim Siska dan Deni. Dengan demikian, tim Rian dan Lusi memenangkan kompetisi tarik tambang.

Jadi, resultan gaya yang dihasilkan keempat anak tersebut adalah 2 N dan pemenangnya adalah tim Rian dan Lusi.

Dari pembahasan di atas, Quipperian sudah mengetahui perbedaan antara gaya dan gerak kan?

Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat, ya. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, buruan gabung dengan Quipper Video. Salam Quippers!