gaya dan penerapannya

BAHAN AJAR

Satuan Pendidikan Mata Pelajaran Kelas Semester Tahun Ajaran Topik

: : : : : :

SMP Muhammadiyah Waipare IPA VIII Ganjil 2017/2018 Gaya dan Penerapannya

Gaya dan Penerapannya

A.    Pengertian Gaya

Gaya sering diartikan sebagai dorongan atau tarikan. Bila kita menarik atau mendorong suatu benda, berarti kita memberikan gaya kepada benda itu. Gaya dapat mengakibatkan beberapa perubahan pada sebuah benda, misalnya perubahan arah gerak, bentuk, dan kecepatan. Satuan gaya dalam SI adalah Newton (N), dimana 1 N =  sedangkan satuan gaya dalam cgs adalah dyne (dn). Hubungan antara newton dengan dyne adalah sebagai berikut 1 newton = . Jadi, 1 newton adalah besar gaya yang dapat memberikan percepatan sebesar 1  pada benda bermassa 1 kg.

Gaya tergolong besaran vektor, karena memiliki besar dan arah. Gaya dilukiskan sebagai garis yang memiliki arah. Panjang garis menyatakan besar gaya, sedangkan arah panah menyatakan arah gaya. Makin panjang atau makin tebal garis tersebut, berarti gaya yang bekerja makin besar. Titik pangkal gaya disebut titik tangkap gaya.

B.     Jenis-Jenis Gaya

a)      Gaya Sentuh

Gaya sentuh adalah gaya yang dikerjakan harus dilakukan dengan persentuhan atau kontak langsung antara benda yang mengerjakan gaya dengan benda yang dikenai gaya. Contoh gaya sentuh sebagai berikut :

      Gaya otot adalah gaya yang ditimbulkan oleh otot manusia atau hewan. Contoh gaya otot yaitu gaya tarikan atau dorongan tangan manusia.

      Gaya pegas adalah gaya pulih yang ditimbulkan oleh benda yang mengalami pemampatan atau peregangan. Contoh gaya pegas adalah gaya yang dilakukan oleh tali busur panah.

      Gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan karena persentuhan antara permukaan dua benda atau lebih. Contoh gaya gesek adalah gesekan antara alas kaki dan lantai.

      Gaya mesin adalah gaya yang ditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar di dalam mesin.

b)     Gaya Tak Sentuh

Gaya tak sentuh adalah gaya yang dikerjakan tanpa adanya persentuhan atau kontak langsung antara benda yang mengerjakan gaya dengan benda yang dikenai gaya. Contoh gaya tak sentuh adalah :

      Gaya magnet adalah gaya tarik atau tolak yang ditimbulkan oleh benda yang bersifat magnet. Contoh gaya magnet yaitu tarikan suatu magnet terhadap logam.

      Gaya gravitasi adalah gaya yang ditimbulkan oleh benda untuk menarik benda lain ke arah pusat benda yang bersangkutan. Misalnya gaya gravitasi bumi menarik benda-benda di atas permukaan bumi ke arah pusat bumi.

      Gaya listrik adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan-muatan listrik atau arus listrik. Contoh gaya listrik adalah gaya tarikan muatan listrik yang tidak sejenis.

      Gaya berat atau biasa disebut berat benda. Berat benda merupakan gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda tersebut.

C.    Penjumlahan Gaya dan Pengaruhnya pada Benda

Gaya termasuk besaran yang memiliki niai dan arah yang kamu kenal dengan besaran vektor. Sebuah besaran gaya dapat digambarkan dengan sebuah anak panah. Panjang anak panah menyatakan nilai (besar) gaya, sedangkan arah anak panah menyatakan arah kerja gaya. Misalnya sebuah gaya F yang besarnya 5N bekerja pada sebuah benda. Jika 1cm menggambarkan 1N, gaya tersebut dapat digambarkan sebagai berikut :     

                        1N

                     .        .        .       .       .       

0                                                                                                                            F = 5N

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

1)      Penjumlahan Gaya

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. Hal ini disebabkan kedua gaya tersebut saling mengurangi. Penjumlahan atau pengurangan dua buah gaya atau lebih disebut resultan gaya.

Misalnya, dua orang sedang mendorong sebuah mobil dengan gaya masing-masing 50N dan 40N. Gaya kedua orang yang mempengaruhi mobil tersebut menjadi 90N. Apabila kedua gaya itu digambarkan dan 1cm mewakili 10N adalah

10N                                        

.      .      .      .      .

                                        

                        .          .            .           .

                    = 40N

.      .      .      .      .      .    .    .   .

   

                       

          R =

.       .      .      .      .      .      .       .       .

Cara menggambarkan resultan kedua buah gaya (R) tersebut adalah dengan menggambarkan gaya  sesuai dengan besar dan arahnya. Kemudian, di ujung  digambarkan gaya  dengan besar dan arah yang sesuai. Resultan gayanya adalah panjang dari titik pangkal  sampai ke ujung akhir Secara matematis dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut :

                                      R (N) =

Jika kedua gaya itu saling berlawanan arah, misalnya kedua gaya tersebut adalah  kearah kanan dan  kearah kiri. Maka secara aljabar dapat ditulis :

Tanda minus pada  menunjukkan bahwa  berlawanan arah dengan  Adapun secara grafis dapat digambarkan sebagai berikut :

.       .       .       .       .               

           .        .         .         .

                   Menjadi

.       .       .       .       .     

           .        .         .         .

.    

2)      Kesetimbangan

Menjumlahkan ke dua gaya yang saling berlawanan arah adalah dengan cara mengurangkan besar ke dua gaya tersebut. Sehingga suatu benda dikatakan setimbang apabila resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol.

D.    Menggambar Gaya dan Resultan Gaya

Gaya merupakan besaran vekor karena mempunyai besar dan arah. Gaya diberi simbol dengan huruf F (Force). Gaya digambarkan dengan garis berarah atau anak panah. Titik pangkal garis berarah tersebut disebut titik tangkap gaya. Besar gaya dinyatakan oleh panjang garis berarah. Arah gaya dinyatakan oleh arah anak panah. Garis berimpit dengan gaya merupakan garis kerja gaya.

Beberapa gaya dapat dipadukan. Perpaduan dua gaya atau lebih disebut resultan gaya. Resultan gaya-gaya segaris kerja dan searah adalah jumlah aljabar dari tiap-tiap gaya yang dipadukan. Arah gaya resultan tersebut searah dengan arah gaya-gaya yang dipadukan. Resultan dua gaya segaris kerja yang berlawanan arah adalah selisih dari kedua gaya yang dipadukan. Arah gaya resultan itu searah dengan arah gaya yang lebih besar.

E.     Gaya Gesek yang Menguntungkan dan Merugikan

a.      Gaya Gesek yang Menguntungkan

      Gesekan menyebabkan kamu dapat berjalan diatas tanah. Ketika telapak kaki kamu mendorong tanah kebelakang, gesekan yang dikerjakan tanah pada telapak kakimu mendorong kamu ke depan. Jika tanahnya licin, gaya gesekan tanah pada telapak kakimu sangat kecil.

      Ban mobil dibuat bergerigi, agar gaya gesekan permukaan jalan pada ban cukup besar. Ini membuat ban mobil tidak selip (tergelincir) ketika melalui jalan yang licin, juga agar mobil tidak selip sewaktu direm dengan kuat.

      Gesekan pada piringan rem sepeda motor digunakan untuk memperlambat kelajuan sepeda motor, gesekan antara rem karet dengan pelak roda juga dimanfaatkan pada proses pengreman sepeda.

      Gesekan udara memperlambat kelajuan jatuh penerjun. Ini membuat penerjun dapat mendarat ditanah dengan selamat.

b.      Gaya Gesek yang Merugikan

      Gesekan antara bagian-bagian mesin dan kopling secara langsung akan menimbulkan panas yang berlebihan. Ini menyebabkan mesin mobil dan kopling cepat rusak karena aus.

      Gaya gesekan antara ban mobil dengan permukaan jalan menyebabkan ban mobil cepat aus atau tipis. Gaya gesekan juga menghambat gerak mobil untuk mengatasi ini, permukaan jalan dibuat licin dengan melapisinya dengan aspal. Lapisan aspal akan mengurangi gaya gesekan pada mobil, sehingga mobil dapat melaju dengan mulus dan cepat.

      Gaya gesekan udara pada ban mobil, menyebabkan mobil tak dapat bergerak dengan kelajuan tinggi.

      Gesekan air laut pada kapal laut sangat menghambat gerak kapal. Untuk mengurangi gaya gesekan ini bagian kapal yang bersentuhan langsung dengan air dipisahkan dengan pelampung berisi udara.

Mengetahui, Guru Pembimbing Magang III MARIA NONA LINDE,S.Pd              NIP: 19661021 200604 2 007

Maumere, ………………..2017 Mahasiswa Magang III MARIANA HARYATI NIM : 2014.01.02.008

Mengesahkan,

       Kepala SMP Muhammadiyah Waipare

MUHAMMAD LAUTAMA,S.Pd.M.Pd

               NIP : 19630708 199103 1 004