GAYA

Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat menyebabkan perubahan bentuk benda, arah gerak benda, dan kecepatan benda. Misalnya, jika kamu menekan tanah liat berbentuk bola yang lunak dengan salah satu ujung jari tanganmu, bola tanah liat tersebut akan berubah bentuk karena gaya yang diberikan melalui tekanan ujung jari tanganmu.

Selain dapat menyebabkan perubahan bentuk benda, gaya juga dapat menyebabkan perubahan arah gerak benda. Coba kamu tumbukkan kelereng yang sedang bergerak lurus dengan kelereng lain yang bergerak dengan arah yang berbeda dengan kelereng pertama. Ternyata, setelah ditumbukkan, arah gerak kedua kelereng tersebut berubah.

Apa yang terjadi jika kamu mendorong sepeda yang sedang dikendarai oleh temanmu? Apa yang terjadi jika kamu menarik sepeda yang sedang dikendarai oleh temanmu? Jika sepeda yang berjalan didorong  searah geraknya, kecepatan sepeda tersebut akan bertambah. Sebaliknya, jika sepeda yang sedang berjalan ditarik berlawanan arah dengan arah gerak sepeda, kecepatan akan berkurang. Artinya, jika gaya bekerja pada sebuah benda, kecepatan benda tersebut dapat bertambah atau berkurang.

Satuan gaya dalam SI adalah Newton (disingkat N), sedangkan satuan gaya dalam cgs adalah dyne (disingkat dn).

1. Jenis – Jenis Gaya

Gaya dapat dibedakan menjadi gaya sentuh dan gaya tak sentuh. Gaya sentuh contohnya adalah gaya otot dan gaya gesek.Gaya otot adalah gaya yang ditimbulkan oleh koordinasi otot dengan rangka tubuh. Misalnya seorang hendak memanah dengan menarik mata panah ke belakang. Gaya gesek adalah gaya yang diakibatkan oleh adanya dua buah benda yang saling bergesekan. Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda. Contohnya adalah gaya gesekan antara lantai dengan meja. Meja yang didorong ke depan akan bergerak ke depan, namun pada waktu yang bersamaan meja juga akan mengalami gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan arah gerak meja.

Gaya tak sentuh adalah gaya yang tidak membutuhkan sentuhan langsung dengan benda yang dikenai. Contoh, saat kamu mendekatkan ujung magnet batang dengan sebuah paku besi. Seketika paku besi akan tertarik dan menempel pada magnet batang. Hal tersebut disebabkan oleh adanya pengaruh gaya magnet yang ditimbulkan magnet batang. Selain gaya magnet, gaya gravitasi pada buah kelapa yang tiba-tiba jatuh dari pohonnya juga merupakan contoh gaya tak sentuh.

2. Melukis gaya

Apakah gaya memiliki arah? Coba kamu jatuhkan sebuah benda. Apakah yang terjadi? Ke arah manakah benda tersebut jatuh? Tariklah sebuah benda di mejamu? Kemanakah benda itu bergerak? Coba belokkan arah tarikanmu! Apakah arah gerak benda juga mengikuti gaya tariknya?

Dari contoh tersebut, kamu dapat menyimpulkan bahwa gaya termasuk besaran yang memiliki nilai (besar) dan arah yang dikenal dengan besaran vektor.

Bagaimana cara melukis gaya? Gaya dapat dilukiskan dengan garis berarah (anak panah). Panjang anak panah menyatakan nilai (besar) gaya dan arah anak panah menyatakan arah kerja gaya. Dalam fisika, terdapat konvensi (perjanjian) tentang tanda arah positif dan arah negarif dari suatu gaya. Gaya bernilai positif jika gaya itu mempunyai arah ke kanan atau ke atas, sedangkan gaya dengan arah ke kiri atau ke bawah bernilai negatif.

Contoh:

Sebuah gaya F yang besarnya 5 N bekerja pada sebuah benda. Jika 1 cm menggambarkan 1 N, gaya tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

Panjang OF menyatakan nilai gaya dan arah OF menyatakan arah gaya.

3. Mengukur Gaya

Gaya dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut neraca pegas atau dinamometer. Misalnya, sebuah balok kayu yang terhubung dengan neraca pegas terletak di atas meja. Neraca pegas ditarik ke kanan sehingga terbaca besar gaya 5 N. Saat itu balok belum belum bergerak. Jika neraca terus ditarik sehingga balok mulai bergerak neraca menunjukkan gaya sebesar 10 N. Hal ini berarti gaya yang diperlukan untuk menarik balok tersebut adalah 10 N.

Sumber gbr: Docplayer.info

4. Resultan Gaya (Perpaduan Gaya)

Apabila kamu ingin memindahkan sebuah meja di kelasmu, manakah yang lebih mudah? Apakah dengan mendorong sendirian atau dibantu dengan temanmu? Mendorong meja oleh dua orang dengan arah yang sama tentu akan lebih mudah dibandingkan dengan mendorong meja oleh satu orang. Hal ini menunjukkan bahwa dua buah gaya atau lebih dapat dijumlahkan. Namun, bagaimanakah jika kedua gaya yang kamu kerjakan itu saling berlawanan arah? Tentu akan lebih sulit untuk bergerak. Mengapa demikian? Hal ini disebabkan kedua gaya tersebut saling mengurangi. Penjumlahan atau pengurangan dua buah gaya yang bekerja pada sebiah benda dalam satu garis disebut resultan gaya. Resultan gaya ini diberi simbol R.

a. Gaya-gaya yang Segaris dan Searah

Misalnya dua buah gaya F₁ dan F₂ segaris kerja dan searah. Besar resultan kedua gaya tersebut adalah jumlah kedua gaya. Arah resultan gaya ini searah dengan kedua gaya. Jika gaya-gaya yang segaris dan searah itu lebih dari satu, besar resultan gaya tersebut adalah jumlah semua gaya itu.

R = F₁ + F₂ + F₃ + …. + F_n

Gaya-gaya segaris dan searah

b. Gaya-gaya yang Segaris dan Berlawanan Arah

Misalnya Amir sedang tarik menarik tali dengan Rudi. Amir menarik dengan gaya F_{1 ­}sebesar 75 N ke arah kiri, sedangkan Rudi menarik dengan gaya F₂ sebesar 150 N ke arah kanan.

Karena F_Rudi > F_Amir, tali akan bergerak ke arah Rudi. Jadi resultan gaya tersebut mempunyai arah ke kanan. F_Amir berarah ke kiri sehingga bertanda negatif dan F_Rudi berarah ke kanan sehingga bertanda positif. Besar resultan gaya tersebut adalah sebagai berikut:

R = – F_Amir + F_Rudi                 atau R = F_Rudi – F_Amir

Sehingga,

R = 150 N – 75 N

= 75 N dengan arah ke kanan (searah F_Rudi)

Jika ada dua buah gaya segaris, berlawanan arah, dan sama besar, akan terjadi keseimbangan. Jika keduanya bekerja pada sebuah benda, benda tersebut akan tetap diam atau akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Keadaan ini dapat digambarkan sebagai berikut.

Dua gaya segaris, berlawanan arah dan sama besar

Jika ada lebih dari dua gaya yang segaris dan berlawanan arah, gaya yang mempunyai arah ke kanan bertanda positif sedangkan gaya yang mempunyai arah ke kiri bertanda negatif.

Tiga gaya segaris, F1 berarah ke kiri, sedangkan F2 dan F3 berarah ke kanan

Untuk keadaan ini berlaku persamaan berikut.

R = – F₁ + F₂ + F₃