Teknokiper.com - Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat mempengaruhi suatu benda, menyebabkan benda diam menjadi bergerak atau sebaliknya, mengubah arah gerak, dan mengubah posisi benda. Satuan gaya dalam sistem internasional adalah Newton (N). Gaya dapat dilukiskan sebagai vektor menggunakan tanda anak panah dengan arah anak panah menunjukkan arah gayanya. Ketika sebuah benda mengalami dua gaya atau lebih, maka resultan gaya yang dialami benda merupakan gaya pengganti dari gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Pada kesempatan ini, teknokiper akan membahas beberapa kondisi khusus yang umum dibahas dalam penentuan resultan gaya.
Jika dikaitkan dengan arah mata angin, maka gaya yang bekerja ke arah timur dapat digambarkan dengan anak panah ke kanan sedangkan gaya yang bekerja ke arah barat dapat digambarkan dengan anak pananh ke arah kiri seperti terlihat pada gambar di bawah.
Dengan cara yang sama, gaya yang bekerja ke arah utara dapat dilukiskan dengan anak panah ke arah atas dan gaya yang bekerja ke arah selatan dapat dilukiskan dengan anak panah ke arah bawah seperti terlihat pada gambar di atas.
Berdasarkan arahnya, maka gaya A dan gaya B disebut saling berlawanan. Begitupula gaya C berlawanan dengan gaya D. Arah gaya sangat berpengaruh terhadap resultan gaya dan sangat penting untuk diperhatikan karena kesalahan dalam menganalisis arah gaya dapat menimbulkan kesalahan dalam perhitungan resultan gaya.
Baca juga : Tata Surya dan Pengelompokkan Planet.
Misal sebuah benda diberi dua gaya yaitu F1 dan F2 yang searah seperti terlihat pada gambar di atas, maka resultan gaya yang dialami oleh benda adalah sebagai berikut:
Keterangan :
R = resultan gaya yang dialami benda (N)
F1 = besar gaya pertama (N)
F2 = besar gaya kedua (N)
Karena kedua gaya yang bekerja pada benda arahnya sama yaitu ke kanan, maka benda arah resultannya juga ke kanan dan benda akan bergerak ke kanan.
Misal sebuah benda ditarik oleh gaya F1 ke kiri dan ditarik oleh gaya F2 ke kanan seperti terlihat pada gambar di atas. Dari gambar jelas terlihat bahwa kedua gaya yang bekerja pada benda saling berlawanan arah. Karena vektor F2 lebih panjang, maka berlaku:
Keterangan :
R = resultan gaya yang dialami benda (N)
F1 = besar gaya pertama (N)
F2 = besar gaya kedua (N)
Karena gaya F2 lebih besar, maka arah resultan gaya mengikuti arah gaya F2, yaitu ke kanan. Dengan demikian benda juga akan bergerak ke kanan.
Baca juga : Kumpulan Soal dan Jawaban Gerak Lurus.
Misal sebuah benda diberi gaya F1 dan F2 yang arahnya berlawanan seperti terlihat pada gambar di atas. Jika F1 = F2, maka resultan gaya yang dialami benda adalah :
Karena gayanya seimbang dan resultan gayanya sama dengan nol, maka pada kondisi contoh di atas, benda akan tetap diam pada posisi awalnya.
Tetapi perlu diingat bahwa gaya-gaya seimbang tidak selalu berarti benda diam karena kondisi seimbang dapat dibedakan menjadi keseimbangan statis dan keseimbangan dinamis. Keseimbangan statis menyebabkan benda yang diam tetap diam sedangkan keseimbangan dinamis menyebabkan benda yang bergerak akan bergerak dengan kecepatan tetap.
Misal sebuah benda dikenai gaya F1, F2 dan F3 dengan arah seperti terlihat pada gambar di atas. Dari gambar dapat dilihat bahwa arah F2 dan F3 searah sedangkan F1 berlawanan arah dengan keduanya, sehingga berlaku:
Keterangan :
R = resultan gaya yang dialami benda (N)
F1 = besar gaya pertama (N)
F2 = besar gaya kedua (N)
F3 = besar gaya ketiga (N)
Karena jumlah gaya (F2 + F3) lebih besar dari gaya F1, maka arah resultan gayanya mengikuti arah gaya F2 dan F3. Dengan demikian benda juga akan bergerak ke kanan.
Misal sebuah benda diberi gaya F1 dan F2 yang saling tegak lurus seperti gambar di atas. Besar resultan gaya yang dialami oleh benda dapat dihitung dengan rumus dalil Pythagoras sebagai berikut:
Baca juga : Gaya Tarik Antarpartikel, Kohesi dan Adhesi.
Cara Melukiskan Gaya
Gaya adalah besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki nilai dan arah. Perlu diperhatikan bahwa gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berbeda tidak dapat dikatakan sebagai gaya yang sama. Gaya sebesar 10 N ke utara berbeda dengan gaya 10 N ke selatan.Jika dikaitkan dengan arah mata angin, maka gaya yang bekerja ke arah timur dapat digambarkan dengan anak panah ke kanan sedangkan gaya yang bekerja ke arah barat dapat digambarkan dengan anak pananh ke arah kiri seperti terlihat pada gambar di bawah.
Dengan cara yang sama, gaya yang bekerja ke arah utara dapat dilukiskan dengan anak panah ke arah atas dan gaya yang bekerja ke arah selatan dapat dilukiskan dengan anak panah ke arah bawah seperti terlihat pada gambar di atas.
Berdasarkan arahnya, maka gaya A dan gaya B disebut saling berlawanan. Begitupula gaya C berlawanan dengan gaya D. Arah gaya sangat berpengaruh terhadap resultan gaya dan sangat penting untuk diperhatikan karena kesalahan dalam menganalisis arah gaya dapat menimbulkan kesalahan dalam perhitungan resultan gaya.
Baca juga : Tata Surya dan Pengelompokkan Planet.
Resultan Dua Gaya Searah
Jika sebuah benda diberikan dua gaya yang arahnya searah, maka resultan gaya yang dialami oleh benda akan sama dengan jumlah dari besar kedua gaya tersebut dan arahnya juga akan sama dengan arah kedua gaya tersebut.Misal sebuah benda diberi dua gaya yaitu F1 dan F2 yang searah seperti terlihat pada gambar di atas, maka resultan gaya yang dialami oleh benda adalah sebagai berikut:
| R = F1 + F2 |
Keterangan :
R = resultan gaya yang dialami benda (N)
F1 = besar gaya pertama (N)
F2 = besar gaya kedua (N)
Karena kedua gaya yang bekerja pada benda arahnya sama yaitu ke kanan, maka benda arah resultannya juga ke kanan dan benda akan bergerak ke kanan.
Resultan Duan Gaya Berlawanan Arah
Jika sebuah benda diberikan dua gaya yang arahnya searah, maka resultan gaya yang dialami oleh benda akan sama dengan selisih dari besar kedua gaya tersebut dan arahnya akan mengikuti arah gaya yang lebih besar.Misal sebuah benda ditarik oleh gaya F1 ke kiri dan ditarik oleh gaya F2 ke kanan seperti terlihat pada gambar di atas. Dari gambar jelas terlihat bahwa kedua gaya yang bekerja pada benda saling berlawanan arah. Karena vektor F2 lebih panjang, maka berlaku:
| R = F2 − F1 |
Keterangan :
R = resultan gaya yang dialami benda (N)
F1 = besar gaya pertama (N)
F2 = besar gaya kedua (N)
Karena gaya F2 lebih besar, maka arah resultan gaya mengikuti arah gaya F2, yaitu ke kanan. Dengan demikian benda juga akan bergerak ke kanan.
Baca juga : Kumpulan Soal dan Jawaban Gerak Lurus.
Resultan Dua Gaya Seimbang
Jika dua gaya bekerja dalam arah yang berlawanan pada satu benda dan besar kedua gaya tersebut sama, maka akan terjadi kondisi seimbang. Dalam kondisi seperti ini, kedua gaya seimbang sehingga resultan gayanya akan sama dengan nol.Misal sebuah benda diberi gaya F1 dan F2 yang arahnya berlawanan seperti terlihat pada gambar di atas. Jika F1 = F2, maka resultan gaya yang dialami benda adalah :
| R = F2 − F1 = 0 |
Karena gayanya seimbang dan resultan gayanya sama dengan nol, maka pada kondisi contoh di atas, benda akan tetap diam pada posisi awalnya.
Tetapi perlu diingat bahwa gaya-gaya seimbang tidak selalu berarti benda diam karena kondisi seimbang dapat dibedakan menjadi keseimbangan statis dan keseimbangan dinamis. Keseimbangan statis menyebabkan benda yang diam tetap diam sedangkan keseimbangan dinamis menyebabkan benda yang bergerak akan bergerak dengan kecepatan tetap.
Resultan Tiga Gaya
Sama seperti resultan dua gaya, untuk menentukan resultan tiga gaya yang perlu kita lakukan adalah melihat arah dari masing-masing gaya. Jumlahkan gaya-gaya yang searah dan kurangkan dengan gaya yang arahnya berlawanan.Misal sebuah benda dikenai gaya F1, F2 dan F3 dengan arah seperti terlihat pada gambar di atas. Dari gambar dapat dilihat bahwa arah F2 dan F3 searah sedangkan F1 berlawanan arah dengan keduanya, sehingga berlaku:
| R = (F2 + F3) − F1 |
Keterangan :
R = resultan gaya yang dialami benda (N)
F1 = besar gaya pertama (N)
F2 = besar gaya kedua (N)
F3 = besar gaya ketiga (N)
Karena jumlah gaya (F2 + F3) lebih besar dari gaya F1, maka arah resultan gayanya mengikuti arah gaya F2 dan F3. Dengan demikian benda juga akan bergerak ke kanan.
Resultan Dua Gaya Tegak Lurus
Beberapa contoh di atas menunjukkan gaya-gaya yang segaris. Lalu bagaimana jika dua gaya bekerja saling tegak lurus? Bagaimana cara menentukan resultannya? Untuk dua gaya yang saling tegak lurus, maka resultan gaya dapat dihitung menggunakan dalil Pythagoras.Misal sebuah benda diberi gaya F1 dan F2 yang saling tegak lurus seperti gambar di atas. Besar resultan gaya yang dialami oleh benda dapat dihitung dengan rumus dalil Pythagoras sebagai berikut:
| R2 = F12 + F22 |
Baca juga : Gaya Tarik Antarpartikel, Kohesi dan Adhesi.
0 comments :
Post a Comment