Catatan Belajar Gaya dalam bidang IPA atau Sains

Daftar Isi:

1. Pengertian Gaya Menurut Sains
2. Satuan Gaya
3. Pengukuran Gaya
4. Resultan Gaya
5. Jenis-jenis Gaya dan Contohnya dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Pengertian Gaya Menurut Sains

Gaya merupakan penyebab dari suatu benda dalam keadaan diam dapat bergerak atau mengubah kecepatan gerak benda. Selain itu, gaya juga dapat menyebabkan perubahan arah gerak dan perubahan bentuk benda. Gaya dapat berupa tarikan atau dorongan.  Gaya merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki nilai dan arah.

 

2. Satuan Gaya

Satuan gaya dalam SI (Satuan Internasional) adalah Newton, disingkat N. Satu Newton didefinisikan sebagai besarnya gaya yang dibutuhkan untuk mempercepat benda bermassa 1kg sebesar percepatan 1m/s².

1 N = 1 kgm/s²

 

Adapun satuan gaya dalam CGS (centimetre gram second) adalah dyne, disingkat dn. Satu dyne didefinisikan sebagai besarnya gaya yang dibutuhkan untuk mempercepat benda bermassa 1g sebesar 1cm/s².

1 dn = 1 gcm/s²

 

Hubungan 1 N dengan 1 dn adalah sebagai berikut:

1 N = 10⁵ dn

 

3. Pengukuran Gaya

Gaya dapat diukur dengan menggunakan neraca pegas. Bagian utama dari neraca pegas adalah pegas dan skala. Ketika suatu beban dikaitkan, pegas akan tertarik (merenggang) ke bawah dan penanda pada skala akan menunjukkan berapa besar gaya tarik dari benda tersebut. Sebagai contoh, pada Gambar 1 terukur bahwa berat balok kayu adalah 2N.

Gambar 1 Neraca pegas mengukur berat kubus kayu

 

4. Resultan Gaya

Gaya-gaya yang bekerja dalam satu garis kerja dapat digabungkan menghasilkan satu total gaya. Gaya ini diibaratkan sebagai pengganti gaya-gaya yang digabungkan tersebut. Resultan gaya disimbolkan dengan R.

Dalam penggabungan gaya-gaya yang segaris tersebut, harus memperhatikan arah tiap gaya yang bekerja tersebut apakah searah atau saling berlawanan. Aturan penghitungan resultan gaya-gaya segaris tersebut adalah sebagai berikut:

1.    Gaya-gaya Searah

Jika pada suatu benda bekerja gaya-gaya segaris dan searah, maka besar resultan gayanya adalah penjumlahan dari gaya-gaya tersebut. Sebagai contoh, perhatikan Gambar 2 di bawah ini.

Gambar 2 Resultan gaya segaris dan searah

Berdasarkan gambar di atas, resultan gaya yang bekerja adalah jumlah dari semua gaya yang ada. Resultan gaya searah dapat dirumuskan sebagai berikut:

 

R = F₁ + F₂ + ….

Jadi, besar resultan dari kedua gaya pada Gambar 1 di atas adalah 9 N ke arah kanan (yang ditunjukkan oleh panah ungu).

2.    Gaya-gaya Berlawanan Arah

Jika pada suatu benda bekerja gaya-gaya segaris dan searah, maka besar resultan gayanya adalah selisih dari gaya-gaya tersebut. Sebagai contoh, perhatikan Gambar 3 di bawah ini.

 

Gambar 2 Resultan gaya segaris dan berlawanan arah

Berdasarkan gambar di atas, resultan gaya yang bekerja adalah selisih dari semua gaya yang ada. Biasanya, gaya yang mengarah sumbu-x positif (mengarah ke kanan) diberi nilai positif, begitu juga sebaliknya gaya yang mengarah sumbu-x negatif (mengarah ke kiri) diberi nilai negatif. Resultan gaya searah dapat dirumuskan sebagai berikut:

 

R = - F₁ + F₂ atau R = F₂ - F₁

 

Jadi, besar resultan dari kedua gaya pada Gambar 3 di atas adalah 3 N ke arah kanan (yang ditunjukkan oleh panah ungu).

5. Jenis-jenis Gaya dan Contohnya dalam Kehidupan Sehari-hari

Secara umum, gaya dapat dibedakan menjadi gaya sentuh dan gaya tak sentuh. Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja atau diterapkan pada suatu benda dengan cara bersentuhan fisik secara langsung. Oleh karena itu, gaya sentuh disebut juga gaya kontak. Beberapa contoh dari gaya sentuh adalah gaya gesek, gaya normal, dan gaya otot.

o   Gaya gesek adalah gaya yang bekerja pada dua benda yang saling bergesekan. Arah gaya gesek berlawanan dengan arah gerak benda. Contoh penerapan gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari adalah berjalan, menyapu lantai, menghapus papan tulis, mendorong meja atau lemari seperti yang dilakukan oleh manusia super pada Gambar 4 di bawah ini. 

Gambar 4 Arah gaya gesek (panah ungu) berlawanan dengan arah gerak benda (panah merah)

o   Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada bidang kontak antara dua permukaan suatu benda, arah gaya normal selalu tegak lurus terhadap bidang kontak. Contoh gaya normal dalam kehidupan sehari-hari dapat dilihat pada Gambar 5. Sebuah laptop yang diletakan di atas permukaan meja. Pada kedua permukaan yang saling bersentuhan tersebut, akan bekerja gaya ke atas yang diberikan oleh meja. Gaya ke atas inilah gaya normal, disimbolkan dengan N. Begitu juga dengan gaya normal pada jam dinding oleh dinding, arah gaya normal tegak lurus terhadap bidang kontaknya.

      

Gambar 5 Gaya normal (N) pada laptop oleh meja (kiri) dan gaya normal (N) pada jam dinding oleh dinding (kanan) yang arahnya selalu tegak lurus terhadap bidang kontak

o   Gaya otot adalah gaya yang ditimbulkan oleh koordinasi otot dengan rangka tubuh. Contoh penerapan gaya otot dalam kehidupan sehari-hari adalah seseorang hendak memanah dengan menarik mata panah ke arah belakang.

 Gaya tak sentuh adalah gaya yang bekerja pada benda tanpa melalui kontak fisik secara langsung. Beberapa contoh dari gaya tak sentuh adalah gaya magnet dan gaya gravitasi.

o   Gaya magnet adalah gaya yang ditimbulkan dari dorongan atau tarikan magnet. Contoh penerapan gaya magnet dalam kehidupan sehari-hari adalah baut yang akan menempel ketika didekatkan dengan magnet seperti pada Gambar 6 di bawah ini.

      

Gambar 6 Baut tertarik dan menempel ketika didekatkan dengan magnet

o   Gaya gravitasi adalah gaya tarik yang ditimbulkan oleh benda yang memiliki massa terhadap benda lainnya yang memiliki massa. Adapun contoh penerapan dari gaya gravitasi dalam kehidupan sehari-hari adalah benda yang dilepaskan dari ketinggian tertentu akan jatuh ke tanah.

Sekian penjelasan ringkas tentang gaya dalam IPA/Sains. Semoga dapat bermanfaat (و •̀ ᴗ•́ )و