Gaya dan Hukum Newton

PENGERTIAN GAYA :

Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan. Gaya dapat mengakibatkan perubahan – perubahan sebagai berikut :

·        benda diam menjadi bergerak

·        benda bergerak menjadi diam

·        bentuk dan ukuran benda berubah arah gerak benda berubah

Macam – macam Gaya :

Berdasarkan penyebabnya, gaya dikelompokkan

sebagai berikut :

1.      gaya mesin, yaitu gaya yang berasal dari mesin

2.      gaya magnet, yaitu gaya yang berasal dari magnet

3.      gaya gravitasi, gaya tarik yang diakibatkan oleh bumi

4.      gaya pegas, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh pegas

5.      gaya listrik, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik Berdasarkan sifatnya, gaya dikelompokkan menjadi :

·        gaya sentuh, yaitu gaya yang timbul karena titik kerja gaya, langsung bersentuhan dengan benda.

·        gaya tak sentuh, yaitu gaya yang timbul walaupun titik kerja gaya tidak bersentuhan dengan benda.

Menggambar Gaya

Gaya merupakan besaran vektor ( memiliki nilai dan arah). Oleh karena itu, gaya dapat digambarkan dengan menggunakan diagram vektor .

0

P

arah gaya

titik tangkap

GABUNGAN ( resultan ) gaya

Resultan gaya (R), yaitu penjumlahan beberapa gaya yang bekerja segaris. Sehingga secara matematis ditulis :

Untuk memudahkan perhitungan maka, gaya yang berarah kekanan atau keatas diberi tanda positif (+), dan gaya yang berarah kekiri maupun kebawah diberi tanda negatif (-)

Gaya – gaya Searah

F₁ = 2 N

F₂ = 6 N

R = 8 N

Perhatikan gambar berikut :

Maka Nilai R = F₁ + F₂ = ( 2 + 6 ) N = 8 N

Gaya – gaya Yang Berlawanan Arah

Perhatikan gambar berikut :

F₁ = 4 N

F₂ = 16 N

R = 12 N

Maka nilai R = F₁ + F₂ = ( -4 + 16 ) N = 12 N

Gaya-gaya Yang membentuk Sudut 90^o ( Siku-siku )

Perhatikan berikut :

F₁ = 4 N Fr

F₂ = 3 N

Fr = √ F₁ ² + F₂ ² = √ 4² + 3² = √ 25 = 5 N

Arahnya menuju ke arah 45⁰ , di tengah-tengah dari kedua gaya yang bekerja tersebut

Kedudukan yang Seimbang

F₂

F₁

gambar 4.2 (c). dua buah gaya yang seimbang F₁ = F₂

Dua buah gaya dikatakan seimbang apabila kedua gaya itu sama besar, berlawanan arah, dan terletak satu garis. Resultan gaya – gaya yang seimbang R = 0.

Apabila suatu benda dalam keadaan seimbang (R= 0), maka benda tidak mengalami perubahan gerak sehingga :

1. benda yang dalam keadaan diam akan tetap diam
2. benda yang mengalami GLB akan tetap mengalami GLB.

hukum newton

Newton merupakan ilmuwan Inggris yang mendalami Dinamika, yaitu cabang fisika yang mempelajari tentang gerak. Newton mengemukakan tiga hukum tentang gerak :

•       Hukum I Newton

Hukum Kelembaman ( F = 0 )

“ Suatu benda yang diam akan tetap diam, dan suatu benda yang sedang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan, kecuali bila ada gaya luar yang bekerja pada benda itu“.

 

• Hukum II Newton

“ Massa benda dipengaruhi oleh gaya luar yang berbanding terbalik dengan percepatan gerak benda tersebut“

Secara matematis ditulis :

dengan : F = gaya luar ( N atau kg ms^-2 )

m = massa benda (kg)

a = percepatan benda (ms^-2)

• Hukum III Newton

Hukum aksi reaksi

“ Suatu benda mendapatkan gaya dikarenakan berinteraksi dengan benda yang lain“

F aksi = - F reaksi

Secara matematis ditulis :

tanda (-) menunjukkan arah gaya yang berlawanan . 

gaya gesekan :

F

Fg

Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua permukaan benda dengan arah berlawanan terhadap kecenderungan arah gerak benda.

dengan Fg = gaya gesekan

Besar gaya gesekan tergantung pada kekasaran permukaan sentuh. Semakin kasar permukaan, maka semakin besar gaya gesekan yang timbul.

Cara memperkecil gaya gesekan :

1. memperlicin permukaan, misal dengan pemberian minyak pelumas atau mengampelas permukaan.
2. memisahkan kedua permukaan yang bersentuhan dengan udara, misal kapal laut yang bagian dasarnya berupa pelampung yang diisi udara.
3. meletakkan benda di atas roda – roda, sehingga benda lebih mudah bergerak. 

Gaya Gesekan yang Merugikan

Contoh gaya gesekan yang merugikan :

·        gaya gesekan pada mesin mobil dan kopling menimbulkan panas yang berlebihan sehingga mesin mobil cepat rusak karena aus.

·        gaya gesekan antara ban mobil dengan jalan mengakibatkan ban mobil cepat aus dan tipis.

·        gaya gesekan antara angin dengan mobil dapat menghambat gerakan mobil.

Gaya berat / BERAT benda

Berat benda adalah pengaruh gaya tarik bumi yang bekerja pada benda tersebut. Sehingga W = m g.

dengan :

W = berat benda ( N )

m = massa benda yaitu ukuran banyaknya

zat yang terkandung pada benda (kg)

g = percepatan gravitasi bumi ( g = 9,8 ms^-2)

A. Arti / Definsi / Pengertian Gerak
Gerak adalah suatu perubahan tempat kedudukan pada suatu benda dari titik keseimbangan awal. Sebuah benda dikatakan bergerak jika benda itu berpindah kedudukan terhadap benda lainnya baik perubahan kedudukan yang menjauhi maupun yang mendekati.

B. Jenis / Macam-Macam Gerak

1. Gerak Semu atau Relatif
Gerak semu adalah gerak yang sifatnya seolah-olah bergerak atau tidak sebenarnya (ilusi).
Contoh :
- Benda-benda yang ada diluar mobil kita seolah bergerak padahal kendaraanlah yang bergerak.
- Bumi berputar pada porosnya terhadap matahari, namun sekonyong-konyong kita melihat matahari bergerak dari timur ke barat.

2. Gerak Ganda
Gerak ganda adalah gerak yang terjadi secara bersamaan terhadap benda-benda yang ada di sekitarnya.
Contoh :
Seorang bocah kecil yang kurus dan dekil melempar puntung rokok dari atas kereta rangkaia listrik saat berjalan di atap krl tersebut. Maka terjadi gerak puntung rokok terhadap tiga (3) benda di sekitarnya, yaitu :
- Gerak terhadap kereta krl
- Gerak terhadap bocah kecil yang kurus dan dekil
- Gerak terhadap tanah / bumi

3. Gerak Lurus
Gerak lurus adalah gerak pada suatu benda melalui lintasan garis lurus. Contohnya seperti gerak rotasi bumi, gerak jatuh buah apel, dan lain sebagainya. Gerak lurus dapat kita bagi lagi menjadi beberapa jenis, yaitu :

a. Gerak lurus beraturan (GLB)
Gerak lurus beraturan adalah gerak suatu benda yang lurus beraturan dengan kecepatan yang tetap dan stabil.
Misal :
- Kereta melaju dengan kecepatan yang sama di jalur rel yang lurus
- Mobil di jalan tol dengan kecepatan tetap stabil di dalam perjalanannya.

b. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak suatu benda yang tidak beraturan dengan kecepatan yang berubah-ubah dari waktu ke waktu.
Misalnya :
- Gerak jatuhnya tetesan air hujan dari atap ke lantai
- Mobil yang bergerak di jalan lurus mulai dari berhenti