GAYA DAN PERCEPATAN

Pengertian gaya Jika kita naik bis dengan berdiri kita harus berpegangan dengan tujuan agar badan kita tidak terpental ke depan jika bis direm mendadak. Apa yang menyebabkan badan kita terpental ke depan ketika bis direm mendadak. Ketika kita menarik atau mendorong benda maka kita dikatakan melakukan gaya terhadap benda. Jadi, gaya adalah besaran fisika berupa tarikan atau dorongan. Gaya termasuk besaran vektor karena selain memiliki nilai juga memiliki arah. Suatu gaya dapat digambarkan dengan diagram vektor berupa anak panah. Titik O disebut titik pangkal dan titik A disebut titik ujung. Panjang OA menyatakan nilai gaya dan arah panah menyatakan arah gaya. Contoh: Gaya F1 sebesar 4 N ke kanan dapat digambarkan anak panah yang panjangnya 4 cm dengan arah ke kanan. Gaya F2 sebesar 6 N ke kiri dapat digambarkan anak panah yang panjangnya 6 cm dengan arah ke kiri. Satuan gaya menurut satuan SI adalah newton (N) satuan yang lain adalah dyne. 1 N = 105 dyne Gaya dapat diukur dengan neraca pegas. Resultan Gaya Hasil perpaduan dua gaya atau lebih dalam satu garis kerja akan menghasilkan satu gaya pengganti yang disebut resultan gaya. Jika gaya F1 dan F2 searah, maka resultannya adalah jumlah kedua gaya itu R = F1 + F2 Jika gaya F1 dan F2 berlawanan arah, F1 > F2 maka resultannya adalah selisih kedua gaya itu dan arahnya sesuai dengan gaya yang lebih besar R = F1 - F2 F1 = gaya pertama (N) F2 = gaya kedua (N) R = resultan gaya (N) Gaya Gesek Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua permukaan benda, arah gaya gesekan berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh kehalusan atau kekasaran permukaan benda yang bersentuhan. Balok kayu yang ditarik di atas triplek akan timbul gaya gesek yang lebih besar dari pada di atas kaca, karena triplek lebih kasar dari kaca Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda tidak bergerak disebut gaya gesekan statis. Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda  bergerak disebut gaya gesekan kinetis. Besar gaya gesekan statis lebih besar dari gaya gesekan kinetis. Rem cakram kendaraan bekerja berdasarkan gaya gesekan Contoh gaya gesekan yang menguntungkan Gaya gesekan pada rem dapat memperlambat laju kendaraan Gaya gesekan pada alas sepatu dengan jalan, jika jalan licin orang yang berjalan bisa tergelincir Gesekan udara dengan mobil bisa menghambat gerak mobil Contoh gaya gesekan yang merugikan: Gaya gesekan antara udara dengan mobil dapat menghambat gerak mobil. Adanya gaya gesekan pada roda dan porosnya, sehingga dapat mengakibatkan aus Berat Benda Benda menarik benda lain karena benda memiliki massa, gaya tarik antara dua benda yang memiliki massa disebut gaya gravitasi atau gaya berat. Massa benda di setiap tempat besarnya sama, tetapi berat benda dipengaruhi oleh percepatan gravitasi. Massa benda dapat diukur dengan neraca, sedangkan berat benda dapat diukur dengan neraca pegas atau dinamometer. Perbandingan berat dan massa sebuah benda  di suatu tempat selalu tetap. Perbandingan berat dan massa benda ini disebut percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi di bumi rata-rata 9,8 N/kg. Percepatan gravitasi di bulan 1,6 N/kg. Hubungan antara berat benda, massa benda dan percepatan gravitasi secara matematis dapat dituliskan: m = massa benda (kg) w = berat benda (N) atau g = percepatan gravitasi (N/kg) atau (m/s2)  Contoh Soal: Percepatan gravitasi di bulan adalah seperenam kali percepatan gravitasi di bumi. Percepatan gravitasi di bumi 10 N/kg, seorang altet angkat besi mampu mengangkat beban yang massanya 180 kg. Berapa massa beban yang mampu diangkat jika dilakukan di bulan ? Penyelesaian: Diketahui    :  g  = 10 N/kg                       g’ = 1/6 x 10 N/kg                       m = 180 kg Ditanyakan :   m’  = …… ? Jawab         :   Berat beban di bumi                         w = m . g                         w = 180 kg . 10 N/kg                         w = 1800 N Berat beban yang mampu diangkat di bulan sama dengan di bumi yaitu 1800 N w’ = w m’.g’ = 1800 N m’.g’ = 1800 N m’.10/6 N/kg’ = 1800 N m’ = 1800 N x 6/10 kg/N m’ = 1080 kg Jadi beban yang mampu diangkat di bulan adalah 1080 kg. Hukum Newton Hukum I Newton Hukum I Newton berbunyi: “Benda yang dalam keadaan diam akan mempertahankan keadaannya untuk tetap diam dan benda yang sedang bergerak lurus beraturan akan cenderung mempertahankan keadaannya untuk bergerak lurus beraturan dalam arah yang sama selama tidak ada gaya yang bekerja padanya”. Sifat benda untuk mempertahankan keadaannya yang diam tetap diam, yang bergerak lurus beraturan tetap  bergerak lurus beraturan disebut inersia benda. Contoh inersia benda adalah: meja yang diam selamanya akan diam (tidak bergerak) selama tidak ada gaya yang bekerja padanya, karung di atas mobil terlempar ke depan ketika mobilnya tiba-tiba berhenti karena tabrakan. Hukum II Newton Hukum II Newton berbunyi “Percepatan sebuah benda yang diberi gaya adalah sebanding dengan besar gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda” Dalam bentuk rumus hukum II Newton dapat dituliskan: F = m . a Bila gaya lebih dari satu SF = Sm . a                                F = gaya (N) m = massa benda (kg) a = percepatan benda (m/s2) Jika ditarik dengan gaya yang sama mobil-mobilan yang massanya lebih besar (ada beban) percepatannya lebih kecil Mobil-mobilan yang sama (massa sama) jika ditarik dengan gaya yang lebih besar akan mengalami percepatan yang lebih besar pula Contoh Soal: Sebuah mobil mempunyai massa 3.000 kg. Dari keadaan diam mulai bergerak setelah 12 sekon kecepatan mobil mencapai 6 m/s. Hitunglah gaya yang bekerja pada mobil ! Penyelesaian: Diketahui    :    m  = 3 000 kg                         vo = 0 m/s                         vt = 6  m/s                         t   = 12 s Ditanyakan :     F  = …… ? Jawab         :      Mencari percepatan (a)             ∆v a =  ---------                         Δt        (6 – 0) m/s a = ---------------                     (12 – 0) s a = 0,5 m/s2 Mencari gaya (F) F = m . a F = 3 000 kg . 0,5 m/s2 F = 1 500 N Jadi gaya yang bekerja pada mobil adalah 1 500 N Hukum III Newton Misalnya jika kamu duduk di atas kursi berat badan kamu mendorong kursi ke bawah sedangkan kursi menahan (mendorong) badan kamu ke atas. Contoh lain: Jika kamu memakai sepatu roda dan mendorong dinding, maka dinding akan mendorong kamu sebesar sama dengan gaya yang kamu keluarkan tetapi arahnya berlawanan, sehingga kamu terdorong menjauhi dinding. Ciri gaya aksi–reaksi: besarnya sama arah berlawanan bekerja pada benda yang berlainan Seorang anak yang mendorong tembok, maka dia akan terdorong menjauhi tembok Hukum III Newton Hukum III Newton berbunyi “Setiap ada gaya aksi, maka akan selalu ada gaya reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”. Pernyataan di atas menjelaskan bahwa setiap ada gaya aksi akan timbul gaya reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.  Misalnya jika kamu duduk di atas kursi berat badan kamu mendorong kursi ke bawah sedangkan kursi menahan (mendorong) badan kamu ke atas. Contoh lain: Jika kamu memakai sepatu roda dan mendorong dinding, maka dinding akan mendorong kamu sebesar sama dengan gaya yang kamu keluarkan tetapi arahnya berlawanan, sehingga kamu terdorong menjauhi dinding. Ciri gaya aksi –reaksi: besarnya sama arah berlawanan bekerja pada benda yang berlainan
Simulasi
Latihan
Tes
Tim
TIM PENGEMBANG Penulis : Drs. Sri Widada Pengkaji Materi : Dr. I Made Astra, M.Si Pengkaji Media : Bambang Adrianto Pemrogram : Hardianto, S.Kom Pendesain Grafis : Sukisno Animator : Sukisno Quality Control : Drs. Kenthut, Drs. Gatot Pramono, M.Pet