Gaya dan Jenis-Jenis Gaya
Gaya merupakan dorongan atau tarikan yang akan mempercepat atau memperlambat gerak suatu benda. Dalam ilmu fisika, gaya adalah interaksi apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi geometris.
Dapat dikatakan bahwa sebuah gaya bisa menyebabkan sebuah benda atau objek dengan massa tertentu untuk mengubah kecepatannya (termasuk untuk bergerak dari keadaan diam) atau berakselerasi atau untuk terdeformasi.
Gaya memiliki besaran dan arah, sehingga merupakan besaran vektor. Satuan Internasional yang digunakan gaya adalah Newton (dilambangkan dengan N), sedangkan untuk Gaya dilambangkan dengan F.
SIFAT-SIFAT GAYA
Gaya memiliki beberapa sifat dan karakteristik yang unik, seperti:
- Gaya dapat mengubah arah gerak benda
- Gaya dapat mengubah bentuk benda
- Gaya dapat mengubah posisi benda dengan cara menggerakan atau memindahkannya.
Gaya dibedakan menjadi dua kategori yaitu gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
GAYA SENTUH
Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja dengan sentuhan. Artinya suatu gaya akan menghasilkan efek jika terjadi sentuhan dengan benda yang akan diberiikan gaya tersebut, jika tidak terjadi sentuhan, maka gaya tidak akan bekerja pada benda. Gaya ini akan muncul ketika benda bersentuhan dengan benda lain yang menajdi sumber gaya. Contohnya : ketika seorang memindahkan meja, maka ia harus menyentuh meja tersebut kemudian mendorongnya ke tempat tujuan, pada kasus ini terjadi sentuhan antara manusia sebagai sumber gaya dan meja sebagai target yang henda diberikan gaya. Jika tidak terjadi sentuhan antara keduanya maka meja tidak akan berpindah.
GAYA TAK SENTUH
Gaya tak sentuh adalah gaya yang akan bekerja tanpa adanya sentuhan. Artinya efek dari gaya yang dikeluarkan oleh sumber gaya tetap bisa dirasakan oleh benda meskipun mereka tidak bersentuhan. Contohnya : gaya magnet dan gaya gravitasi, pada gaya magnet ketika meletakkan besi di dekat magnet (tanpa adanya sentuhan) maka besi tersebut akan tertarik ke arah magnet karena merasakan sebuah efek dari gaya yang dikeluarkan oleh magnet tersebut.
JENIS - JENIS GAYA
1. Gaya Berat
Berat (w) merupakan gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Satuan berat adalah Newton (N). Hubungan antara massa dan berat dijelaskan dalam hukum II Newton. Misalnya, sebuah benda yang bermassa m dilepaskan dari ketinggian tertentu, maka benda tersebut akan jatuh ke bumi. Jika gaya hambatan udara diabaikan, maka gaya yang bekerja pada benda tersebut hanyalah gaya gravitasi (gaya berat benda). Benda tersebut akan mengalami gerak jatuh bebas dengan percepatan ke bawah sama dengan percepatan gravitasi. Jadi, gaya berat (w) yang dialami benda besarnya sama dengan per antara massa (m) benda tersebut dengan percepatan gravitasi (g) di tempat itu. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
w = m x g
Keterangan :
w = gaya berat (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (ms^-2)
2. Gaya Normal
Gaya normal (N) adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Jadi, pada buku terdapat dua gaya yang bekerja, yaitu gaya normal (N) yang berasal dari meja dan gaya berat (w). Kedua gaya tersebut besarnya sama tetapi berlawanan arah, sehingga membentuk keseimbangan pada buku. Ingat, gaya normal selalu tegak lurus arahnya dengan bidang sentuh. Jika bidang sentuh antara dua benda adalah horizontal, maka arah gaya normalnya adalah vertikal. Jika bidang sentuhnya vertikal, maka arah gaya normalnya adalah horizontal. Jika bidang sentuhya miring, maka gaya normalnya juga akan miring.
3. Gaya Gesekan
Gaya gesek adalah gaya yang bekerja antara dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Arah gaya gesek berlawanan arah dengan kecenderungan arah gerak benda. Gaya gesekan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gaya gesekan statis dan gaya gesekan kinetis. Gaya gesek statis (fs) adalah gaya gesek yang bekerja pada benda selama benda tersebut masih diam. Menurut hukum I Newton, selama benda masih diam berarti resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. Jadi, selama benda masih diam gaya gesek statis selalu sama dengan yang bekerja pada benda tersebut. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
Keterangan :
fs = gaya gesekan statis maksimum (N)
= koefisien gesekan kinetis
Gaya gesek kinetis (fk) adalah gaya gesek yang bekerja pada saat benda dalam keadaan bergerak. Gaya ini termasuk gaya dissipatif, yaitu gaya dengan usaha yang dilakukan akan berubah menjadi kalor. Perbandingan antara gaya gesekan kinetis dengan gaya normal disebut koefisien gaya gesekan kinetis (ms). Secara matematis dapat di tulis sebagai berikut.
Keterangan :
fk = gaya gesekan kinetis (N)
= koefisien gesekan kinetis
4. Gaya Sentripetal
Kita mengetahui bahwa benda yang mengalami gerak melingkar beraturan mengalami percepatan sentripetal. Arah percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran dan tegak lurus dengan vektor kecepatan. Menurut hukum II Newton, percepatan ditimbulkan karena adanya gaya. Oleh karena itu, percepatan sentripetal ada karena adanya gaya yang menimbulkannya, yaitu gaya sentripetal.
Pada hukum II Newton dinyatakan bahwa gaya merupakan per antara massa benda dan percepatan yang dialami benda tersebut. Sesuai hukum tersebut, hubungan antara percepatan sentripetal, massa benda, dan gaya sentripetal dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan:
Fs = gaya sentripetal (N)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan linear (m/s)
r = jari-jari lingkaran (m)
ω = kecepatan sudut
Gaya sentripetal pada gerak melingkar berfungsi untuk merubah arah gerak benda. Gaya sentripetal tidak mengubah besarnya kelajuan benda. Setiap benda yang mengalami gerak melingkar pasti memerlukan gaya sentripetal. Misalnya, planet-planet yang mengitari matahari, elektron yang mengorbit inti atom, dan batu yang diikat dengan tali dan diputar adalah contoh gaya sentripetal.
Belum Ada Komentar