Gaya

Gaya adalah suatu tarikan atau suatu dorongan yang memiliki besar dan arah. 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.

Gaya terdiri atas gaya sentuh dan gaya tak sentuh.

Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja pada suatu benda dengan melalui sentuhan pada permukaan benda tersebut. Contoh gaya sentuh antara lain seorang anak yang mendorong meja, seorang ibu yang mengangkat barang belanjaannya, seorang anak yang mengayuh sepeda, dan pemain basket yang melempar bola basket.

Gaya tak sentuh dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada benda tanpa menyentuh benda tersebut. Contoh buah mangga yang jatuh dari tangkainya dan besi yang ditarik magnet.

Gaya dapat diukur dengan menggunakan neraca pegas atau dinamometer.

Satuan gaya dalam SI adalah newton (disingkat N). Satuan ini dipakai untuk menghormati tokoh Fisika Sir Isaac Newton. Satuan lain yang juga sering dipakai adalah dyne, di mana 1 Newton setara dengan 100.000 dyne.

Gaya yang menyebabkan terjadinya perubahan pada benda dapat dikelompokkan berdasarkan penyebab dan pada sifatnya. Macam-macam gaya berdasarkan penyebabnya adalah:

a)      Gaya listrik, yaitu gaya yang timbul karena adanya muatan listrik.

b)      Gaya magnet, yaitu gaya yang berasal dari kutub-kutub magnet, berupa tarikan atau tolakan.

c)      Gaya pegas, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh pegas.

d)     Gaya gravitasi, yaitu gaya tarik yang berasal dari pusat bumi.

e)      Gaya mesin, yaitu gaya yang berasal dari mesin.

f)       Gaya gesek, yaitu gaya yang ditimbulkan akibat pergeseran antara dua permukaan yang bersentuhan.

      Resultan Gaya

Resultan gaya merupakan penjumlahan dari gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda. 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.

b. Arah anak panah merupakan arah gaya.

c. Pangkal anak panah merupakan titik tangkap gaya.

    Secara matematis, resultan gaya ditulis:

                                           R = F₁ + F₂ + F₃ + ... + Fn

R = resultan gaya

F = gaya yang dijumlahkan

n = banyaknya gaya

1.    Resultan Gaya-gaya Searah

     Dua buah gaya atau lebih yang segaris dan searah dapat diganti dengan sebuah gaya lain yang besarnya sama dengan jumlah gaya-gaya tersebut.

Contoh

Dua orang anak mendorong sebuah lemari dengan gaya searah masing-masing 25 N dan 33 N. Berapakah resultan gaya kedua anak tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

F₁ = 25 N

F₂ = 33 N

Ditanyakan:

R = . . .?

Jawab:

Kedua anak tersebut mendorong lemari sehingga kedua gaya yang diberikan searah.

R =F₁ +F₂

R = 25 + 33

R = 58 N

Jadi, resultan gaya kedua anak adalah 58 N.

2. Resultan Gaya-gaya yang Berlawanan Arah

Apabila pada sebuah benda bekerja dua gaya yang segaris tetapi berlawanan arah, besarnya kedua gaya tersebut dapat diganti dengan sebuah gaya yang besarnya sama dengan selisih kedua gaya tersebut dan arahnya sama dengan arah gaya yang besar.

R = F₁ – F₂

Keterangan:

F1: gaya pertama yang lebih besar (N)

F2: gaya kedua yang lebih kecil (N)

Contoh

Dua buah gaya masing-masing F₁ = 12 N ke kanan dan F₂ = 8 N ke kiri. Tentukan besar dan arah resultan gaya-gaya tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

F₁ = 12 N ke kanan

F₂ = 8 N ke kiri

Ditanyakan:

R = . . .?

Jawab:

Karena kedua gaya berlawanan arah maka

R = F₁ – F₂

R = 12 – 8

R = 4 N ke kanan

Jadi, resultan kedua gaya tersebut adalah 4 N ke arah kanan.

Kesetimbangan

Menjumlahkan dua buah gaya yang saling berlawanan arah adalah dengan cara mengurangkan besar kedua gaya tersebut. Jika besar kedua gaya itu sama tentu benda akan diam karena jumlah kedua gaya tersebut sama dengan nol. Keadaan ini disebut benda berada dalam kesetimbangan. Jadi, suatu benda dikatakan setimbang apabila resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol.