4. A.Konsep Gaya Sebagai Penyebab Gerak
Pengertian Gaya
Gaya menurut kamus fisika yang disusun oleh Rully Bramasti
adalah suatu besaran yang menyebabkan benda bergerak.
Gaya dalam intuisi manusia digambarkan sebagai sebuah tarikan
atau dorongan terhadap sebuah benda.
Pengertian gaya tidak sebatas sebagai tarikan atau dorongan.
Gaya lebih lanjut dinyatakan sebagai sebuah besaran yang akan
memberikan perubahan kecepatan selang waktu tertentu pada
sebuah benda yang memiliki massa tertentu yang tidak sama
dengan nol. Artinya bahwa suatu benda yang memiliki massa
tidak sama dengan nol akan mengalami perubahan kecepatan
selang waktu tertentu atau dikatakan mengalami percepatan
apabila kepada benda tersebut dikerjakan gaya
5. Ciri-ciri Gaya
Gaya termasuk kedalam besaran vektor yaitu besaran yang
memiliki besar dan arah. Artinya bahwa dalam mendefinisikan
sebuah gaya, kita harus mengetahui besar gaya itu dan
mengetahui arah gaya tersebut bekerja
7. Satuan Gaya
Satuan gaya dalam Sistem Internasional adalah newton atau
sering ditulis dengan satuan N. Satu newton didefinisikan sebagai
besarnya gaya yang diperlukan untuk menimbulkan percepatan
sebesar 1 m/s2 pada benda yang bermassa 1 kg. Selain dinyatakan
dengan satuan newton atau N, dalam sistem CGS (Centimeter-
Gram-Second) gaya juga sering ditulis dengan satuan dyne yang
mana konversi satuan dari newton ke dyne memenuhi 1 N = 105
dyne.
8. Macam-macam Gaya
Gaya Berat
Gaya berat dengan lambang W didefinisikan sebagai gaya gravitasi
bumi yang bekerja pada suatu benda. Gaya berat selalu mengarah
ke pusat bumi dimanapun posisi benda ditinjau baik itu berada
pada bidang horisontal, vertikal, ataupun ketika benda berada
dalam bidang miring.
Gaya Normal
Gaya normal didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada bidang
sentuh antara dua permukaan yang bersentuhan secara langsung.
Arah gaya normal selalu tegak lurus bidang sentuh.
9. Gaya Tegangan Tali
Gaya tegangan tali adalah gaya yang bekerja pada ujung-ujung tali
jika tali tersebut mendapatkan gaya. Gaya tegangan tali akan
sama pada setiap bagian tali yang merupakan satu kesatuan.
Gaya Gesek
Gaya gesek adalah gaya yang muncul jika permukaan dua benda
bersentuhan langsung secara fisik. Arah gesekan searah dengan
permukaan bidang sentuh dan berlawanan dengan arah
kecenderungan gerak.
10. B. Konsep Massa dan Berat
Massa
Massa adalah jumlah zat yang terkandung dalam suatu
benda. Besaran massa nilainya selalu tetap, baik dalam
keadaan diam ataupun bergerak, sepanjang kecepatannya
tidak mendekati kecepatan cahaya. Isaac Newton (1642-
1727) menggunakan istilah massa sebagai sinonim dari
jumlah zat. Akan tetapi pengertian ini kurang tepat karena
konsep jumlah zat belum terdefinisikan dengan baik.
Satuan Sistem Internasional untuk massa adalah Kilogram
(kg). Lambang massa adalah m, yang merupakan inisial dari
kata mass. Lambang ini merupakan ketetapan yang dibuat
untuk penyeragaman. Massa merupakan besaran skalar,
sehingga massa hanya memiliki nilai saja, tidak tergantung
pada arah.
11. Berat
Berat sebuah benda menyatakan gaya gravitasi yang dilakukan
oleh bumi kepada benda tersebut. Berat memiliki vektor berat
yang selalu berarah tegak lurus pada permukaan bumi menuju ke
pusat bumi. Dengan demikian vektor berat suatu benda di Bumi
selalu digambarkan tegak lurus ke bawah dimana pun posisi benda
diletakkan.
12. Perbedaan Massa dan Berat
Massa dan berat dapat dibedakan seperti dibawah ini:
Massa benda merupakan besaran skalar sedangkan berat benda
merupakan besaran vektor
Massa benda selalu sama dimanapun benda itu diletakkan, tetapi
berat benda tergantung pada gaya gravitasi yang bekerja pada
benda tersebut yang artinya bahwa berat suatu benda tergantung
dimana benda tersebut berada.
13. Hubungan Persamaan antara Massa dan Berat
Perhitungan tentang berat suatu benda mengacu pada perkalian antara massa
yang dimiliki benda tersebut dengan besar percepatan gravitasi yang bekerja
pada benda.
Secara matematis, persamaan berat benda dapat dituliskan :
Keterangan :
w = berat (N)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (ms-2)
Berat merupakan besaran vektor karena dihasilkan dari perkalian antara massa
yang merupakan besaran skalar dengan percepatan gravitasi yang merupakan
besaran vektor. Oleh karena besaran vektor, maka berat selain dinyatakan
dengan nilai, juga harus dinyatakan arahnya. Arah gaya dari berat ini selalu
menuju ke pusat gravitasi. Jika berat sebuah benda ditinjau di bumi, maka arah
gaya beratnya menuju ke pusat bumi. Demikian pula jika berat suatu benda
diukur di planet lain.
14. C. Konsep Hukum Newton Tentang Gerak
Hukum I Newton
Hukum Pertama Newton tentang gerak sering pula disebut hukum
kelembaman. Kelembaman adalah kecenderungan benda akan
mempertahankan keadaannya. Hukum pertama Newton berbunyi.
“Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol,
maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak
lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan”
Hukum pertama Newton menyatakan keadaan keseimbangan sebuah
partikel yaitu sebagai prasarat sebuah partikel berada dalam keadaan
keseimbangan, yaitu sebuah partikel dikatakan seimbang bila
∑F = 0
Keterangan :
∑F = resultan gaya ( N )
15. Hukum II Newton
Hukum I Newton hanya membahas benda yang tidak dikenai gaya
dari luar, artinya benda tidak mengalami percepatan. Bagaimana
jika suatu benda mendapat gaya dari luar atau pada benda tersebut
bekerja beberapa gaya yang resultannya tidak sama dengan nol?
Pada kondisi ini benda mengalami perubahan percepatan.
16. Berdasarkan dua kesimpulan tersebut Newton
menggabungkannya menjadi sebuah pernyataan, yang dikenal
dengan hukum II Newton, yaitu “Percepatan yang dihasilkan oleh
resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus
dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa
benda”. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.
17. Hukum III Newton
Hukum III Newton membahas tentang gaya aksi-reaksi
yang bekerja. Artinya bahwa ketika sebuah benda
memberikan gaya kepada benda lain maka benda kedua
tersebut membalas dengan memberikan gaya kepada
benda pertama, di mana gaya yang diberikan sama besar
tetapi berlawanan arah. Jadi gaya yang bekerja pada
sebuah benda merupakan hasil interaksi dengan benda
lain.
Inti dari Hukum III Newton ini dinyatakan sebagai berikut :
Setiap gaya mekanik selalu muncul berpasangan, yang
satu disebut aksi dan yang lain disebut reaksi, sedemikian
sehingga aksi = reaksi
Faksi = Freaksi
18. Sistematika Penggunaan Hukum Newton dalam Penggunaan Diagram
Benda Bebas
Kasus-kasus fisika yang terkait dengan konsep hukum newton harus
diselesaikan dengan memahami dahulu penggambaran diagram benda
bebasnya. Penggambaran diagram benda bebas ialah menggambar
semua gaya yang berpengaruh pada benda. Salah satu urutan cara atau
teknik menggunakan hukum newton adalah sebagai berikut :
1. Menggambarkan sketsa kondisi kasusnya
2. Menganalisis kondisi tiap benda atau satu persatu dengan menggambar
diagram benda bebas dari benda tersebut. Tidak diperbolehkan untuk
menggambarkan gaya yang diberikan benda tersebut pada benda lain.
Gambar anak panah untuk setiap vektor gaya dengan cukup akurat hal
arah dan besar, beri tabel pada tiap gaya termasuk gaya-gaya yang harus
dicari. Jika ada beberapa benda yang terlibat, gambarlah diagram benda
bebas untuk setiap benda secara terpisah, dengan menunjukkan semua
gaya yang bekerja pada benda itu.
