RESULTAN GAYA

RESULTAN GAYA

Dalam Fisika, gaya termasuk besaran vektor. Artinya, gaya adalah suatu besaran yang memiliki besar dan juga arah. Oleh karena itu, gaya   termasuk   besaran   vektor,   maka   gaya dapat dilukiskan denganmdiagram vektor yang berupa anak panah. Nah, bagaimanakah cara melukiskan gaya dengan menggunakan diagram panah? Pernahkah kamu dan teman-temanmu mendorong meja secara bersama-sama?Pada Gambar 6.2 dua orang anak berusaha mendorong meja pada arah yang sama.

Gambar 6.2. Dua Orang Anak Mendorong Meja Menghasilkan Gaya-Gaya Searah

              Jika anak pertama mengeluarkan gaya sebesar 15 N dan anak kedua mengeluarkan gaya sebesar 10 N, tahukah kamu besar resultan gaya yang dikeluarkan kedua anak tersebut? Besar resultan gaya yang dikeluarkan oleh kedua anak tersebut dapat dilukiskan dengan menggunakan diagram panah seperti pada Gambar 6.3.

Gambar 6.3. Diagram Panah Resultan Dua Gaya Searah FR= F1+F2

            Resultan gaya dari kedua gaya tersebut dapat dinyatakan dengan FR= F1+F2 = 15 N + 25 N =   40 N. Panjang anak panah menyatakan nilai atau besar gaya, sedangkan arah anak panah menyatakan arah gaya. Gaya yang mengarah ke kanan atau atas bernilai positif dan gaya yang mengarah ke kiri atau bawah bernilai negatif. Jadi, untuk melukiskan gaya digunakan aturan sebagai berikut.

a.  Panjang anak panah melukiskan besarnya gaya panah  

b.  Arah anak panah merupakan arah gaya.                                                        

c.  Pangkal anak panah merupakan titik tangkap gaya.

Pernahkah mengamati perlombaan tarik tambang? Perhatikan Gambar 6.4!

Gambar 6.4. Lomba Tarik Tambang Menghasilkan Gaya-Gaya yang Berlawanan Arah

Pada perlombaan tarik tambang, gaya-gaya yang bekerja pada tambang tersebut berlawanan arah. Misalkan kelompok pertama pada Gambar 6.4 menarik tambang ke arah kiri sebesar 75 N dan kelompok kedua menarik tambang ke arah kanan sebesar 90N. Tahukah kamu, berapa besar resultan yang dihasilkan oleh dua kelompok tersebut pada tambang? Perhatikan Gambar 6.5!

Gambar 6.5. Resultan Dua Gaya yang Berlawanan Arah

Dari Gambar 6.5, resultan gaya kedua vector itu dapat dinyatakan dengan FR= F1+F2 = (-75) N + 90 N= 15 N . Oleh karena itu, gaya yang dihasilkan kelompok kedua lebih besar daripada gaya yang dihasilkan kelompok pertama, maka resultan gaya yang bekerja pada tambang adalah 15 N ke arah kanan. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa resultan gaya adalah perpaduan dua buah gaya atau lebih yang dihasilkan suatu benda menjadi satu gaya. Secara matematis, resultan gaya dapat dinyatakan sebagai berikut : FR= F1+F2.

Dapatkah gaya-gaya berada dalam keadaan setimbang? Suatu benda dikatakan setimbang jika benda berada dalam keadaan stabil. Secara umum, kesetimbangan adalah keadaan ketika resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol. Benda yang berada dalam keadaan setimbang tidak mengalami perubahan gerak. Secara matematis, persamaan gaya setimbang dinyatakan sebagai berikut : FR= F1+F2 = 0





TUGAS :
Buatlah rangkuman yang menjelaskan tentang penjumlahan gaya!

GAYA

Saat mendorong meja berarti memberikan gaya dorong pada meja. Sedangkan menarik meja berarti memberikan gaya tarik pada meja.

Saat menekan lilin mainan (plastisin) dengan jari berarti memberikan gaya tekan pada lilin mainan (plastisin). Gaya tekan yang berikan pada lilin mainan (plastisin) mampu mengubah bentuk lilin mainan (plastisin).

Hal yang berbeda terjadi ketika memukul bola yang dilemparkan. Saat memukul bola, memberikan gaya yang mengubah arah gerak bola. Dari contoh-contoh tersebut, dapatkah kamu menjelaskan pengertian gaya? Dalam Sains, gaya didefinisikan sebagai suatu tarikan atau suatu dorongan. Pengaruh gaya pada benda antara lain sebagai berikut :

a.       Menyebabkan perubahan kecepatan gerak benda.

b.      Menyebabkan benda diam menjadi bergerak dan sebaliknya.

c.       Mengubah arah gerak benda.

d.      Mengubah bentuk suatu benda.

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat mengakibatkan perubahan gerak dan bentuk benda. Gaya dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :

1)      Gaya sentuh

Seorang yang sedang mengangkat barbel berarti memberikan gaya pada barbel. Orang tersebut memberikan gaya dengan kontak langsung dengan barbel. Gaya inilah yang dikenal dengan gaya sentuh. Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja pada benda akibat adanya sentuhan.

Contoh : gaya otot dan gaya gesek.

2)      Gaya tak sentuh

Sebatang magnet dapat menarik besi dengan mudah tanpa perlu disentuhkan pada besi. Gaya yang dimiliki magnet merupakan contoh gaya tak sentuh. Jadi, gaya tak sentuh adalah gaya yang bekerja pada benda tanpa adanya sentuhan dengan benda tersebut.

Contoh : gaya gravitasi bumi dan gaya listrik.

Dalam Fisika ada bermacam-macam gaya, di antaranya adalah sebagai berikut

a)      Gaya Berat

Gaya berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda.

b)      Gaya Normal

Gaya normal adalah gaya sentuh yang timbul akibat sentuhan dua benda. Arah gaya normal selalu tegak lurus terhadap bidang sentuh. Besarnya gaya normal suatu benda yang terletak pada bidang horizontal sama dengan berat benda dan dirumuskan sebagai berikut:

                         

Gambar 1.1. Balok Memberikan Gaya pada Meja Sebesar, Sedangkan Meja Memberikan Gaya pada Balok Sebesar . Besar

keterangan:

 : gaya normal (N) 

 : gaya berat (N)

c)      Gaya Tegangan Tali

Gaya tegangan tali bekerja pada dua benda yang dihubungkan oleh tali. Besarnya gaya tegangan tali sebuah benda yang digantung dirumuskan sebagai berikut :

Gambar 1.2. Tali Meregang Akibat Gaya Berat Benda

Jika benda bergerak ke atas dengan percepatn  , berlaku persamaan berikut:

Jika benda bergerak ke bawah dengan percepatan  , berlaku persamaan berikut:

keterangan :

 = gaya tegangan tali (N)

 = percepatan (m/s²)

 = percepatan gravitasi (m/s²) (g = 10 m/s²)

 = massa benda (kg)

d)     Gaya Gesek

Gaya gesek terjadi pada bidang sentuh antara permukaan dua benda. Arah gaya gesek berlawanan dengan arah gerak benda.

e)      Gaya Tekan

Tekanan merupakan besarnya gaya tekan tiap satuan luas permukaan. Tekanan dirumuskan sebagai berikut :

Gambar 1.3. Neraca Pegas

Keterangan

P = tekanan (N/m² atau Pa)

 = gaya tekan (N)

A = luas permukaan (m²)

Ketika memberikan tarikan atau dorongan pada sebuah benda, tentu tidak tahu seberapa besar tarikan atau dorongan yang diberikan. Untuk dapat mengetahui besar gaya yang kamu berikan, diperlukan suatu alat ukur. Alat ukur gaya yang paling sederhana dan dapat mengukur secara langsung adalah neraca pegas (dinamometer). 

Terdapat berbagai jenis dan skala dinamometer di laboratorium seperti terlihat pada Gambar 1.4.

Gambar 1.4 Dinamometer

               Tugas :

  

               Buatlah rangkuman (dalam bentuk microsoft word) yang didalamnya menjelaskan gaya sentuh, gaya tak sentuh, gaya gesek, dan gaya berat beserta contoh-contohnya ! (Disertakan gambar masing-masing minimal 3 tiap satu gaya)