GAYA

A. Gaya dan Satuannya

📌 Definisi Gaya:

• Gaya adalah tarikan atau dorongan yang bekerja pada suatu benda dan memiliki arah tertentu.
• Satuan gaya dalam SI (Sistem Internasional) dinyatakan dalam Newton (N).
• Satu Newton adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda yang massanya 1 kilogram sehingga menimbulkan percepatan sebesar 1 m/s².

Konversi Satuan Gaya:

1 N = 1 kg·m/s² = 10⁵ g·cm/s² = 10⁵ dyne

Gaya sebagai Besaran Vektor:

Gaya termasuk besaran vektor, yakni besaran yang memiliki nilai dan arah. Misal sebuah gaya digambarkan dengan anak panah OD sebagai berikut:

• Titik O merupakan titik tangkap gaya atau titik gaya tersebut mulai bekerja.
• Titik D menyatakan arah gaya.
• OD menyatakan besarnya gaya.

Contoh: Jika panjang OD adalah 5 cm dan setiap 1 cm mewakili gaya 2 N, maka besar gaya OD tersebut adalah 5 cm × 2 N/cm = 10 N.

B. Resultan Gaya

Resultan gaya adalah gaya pengganti dari beberapa gaya yang bekerja pada suatu benda.

➡️ Searah

Resultan dari 2 gaya yang sejajar, segaris, dan searah sama dengan jumlah dari setiap gaya.

R = F₁ + F₂

⬅️➡️ Berlawanan

Resultan dari 2 gaya yang sejajar, segaris, dan berlawanan arah sama dengan selisih kedua gaya tersebut.

R = F₁ - F₂

⚖️ Setimbang

Resultan dari 2 gaya yang sejajar, segaris, berlawanan arah, dan sama besar adalah nol.

R = F₁ - F₂ = 0

📝 Latihan Soal:

1. Umar dan Ali mendorong lemari ke kiri secara bersamaan, besarnya gaya masing-masing adalah 30 N dan 20 N. Total gaya yang dilakukan Umar dan Ali terhadap lemari adalah ....
2. Tentukan resultan gaya yang bekerja pada benda berikut!
   

C. Pengaruh Gaya pada Benda

🏃 Mengubah Gerak

Gaya dapat mengubah gerak benda (benda diam menjadi bergerak atau benda bergerak menjadi diam).

🔄 Mengubah Arah

Gaya dapat mengubah arah gerak benda.

💥 Mengubah Bentuk

Gaya dapat mengubah bentuk benda.

D. Macam-macam Gaya

✋ Gaya Sentuh

Gaya yang bekerja secara langsung pada suatu benda melalui sentuhan.

1. Gaya Pegas

Gaya yang dapat terjadi pada benda yang memiliki sifat elastis misalnya pegas/per atau karet.

2. Gaya Gesek

Gaya gesek terjadi pada 2 permukaan benda yang bersentuhan.

• Gaya gesek statis: Terjadi sebelum benda bergerak.
• Gaya gesek kinetis: Terjadi saat benda sedang bergerak.
• Arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda.
• Besar kecilnya gaya gesek dipengaruhi oleh kasar atau licinnya permukaan yang bergesekan.

🌌 Gaya Tak Sentuh

Gaya yang bekerja pada suatu benda secara tidak langsung (tanpa sentuhan).

Gaya Gravitasi Bumi

Gaya gravitasi bumi menyebabkan benda yang jatuh akan mengarah ke pusat bumi. Berat suatu benda di bumi besarnya sama dengan besarnya gaya gravitasi bumi pada benda tersebut.

Keterangan:

• W = berat benda (N)
• m = massa (kg)
• g = percepatan gravitasi (m/s²)

Gaya Lainnya:

• Gaya magnet: Gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara magnet.
• Gaya listrik: Gaya yang bekerja pada partikel bermuatan listrik.

📝 Latihan Soal:

1. Apabila massa suatu benda adalah 25 kg dan percepatan gravitasi bumi sebesar 10 m/s², maka berat benda tersebut adalah ....
2. Benda bermassa 30 kg akan dibandingkan beratnya dengan cara ditimbang di daerah Pontianak dan di Kutub Utara. Apakah hasil timbangannya menunjukkan nilai yang sama? Jika berbeda, dimanakah berat benda menunjukkan nilai yang lebih besar?
3. Benda bermassa 45 kg dibawa ke bulan. Jika percepatan gravitasi di bumi rata-rata adalah 9,8 m/s² dan percepatan gravitasi di bulan adalah ⅙ percepatan gravitasi bumi, tentukan massa dan berat benda tersebut di Bulan.

E. Hukum Newton

📜 Hukum Newton I (Hukum Kelembaman/Inersia)

"Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, benda yang mula-mula diam akan tetap diam dan benda yang mula-mula bergerak akan tetap bergerak lurus beraturan."

Contoh Penerapan:

• Pada saat seseorang sedang duduk di dalam mobil yang sedang melaju dan tiba-tiba mobil tersebut direm secara mendadak, maka tubuh orang tersebut akan terjerembab ke depan.
• Pada saat benda sedang bergerak dengan kecepatan tetap dan diberikan 2 gaya yang berlawanan sama besar maka benda akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap.
• Pada saat benda diam dan diberikan 2 gaya yang berlawanan arah sama besar maka benda akan tetap diam.

📝 Latihan Soal Hukum Newton I:

1. Sebuah balok beratnya 20 N digantung dengan tali pada tiang yang mendatar. Jika balok tersebut dalam keadaan seimbang tentukan nilai tegangan talinya!
2. Sebuah balok memiliki massa 5 kg diam di atas lantai, berapakah gaya yang bekerja pada benda tersebut!

📜 Hukum Newton II

"Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada benda berbanding lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik dengan massa benda."

Keterangan:

• ∑F = resultan gaya (N)
• m = massa benda (kg)
• a = percepatan (m/s²)

Contoh Penerapan:

Saat kita mendorong suatu benda hingga benda tersebut bergerak, pergerakan benda dapat lebih cepat jika pada benda dikenai gaya dorong yang lebih besar dari sebelumnya.

📝 Latihan Soal Hukum Newton II:

1. Sebuah balok yang massanya 3 kg berada di atas lantai yang licin, kemudian balok tersebut diberi gaya dorong sebesar 12 N, percepatan balok tersebut adalah ....
2. Sebuah gaya F dikerjakan pada benda yang massanya 2 kg akan menghasilkan percepatan 1,5 m/s². Jika gaya F dikerjakan pada benda yang massanya 0,5 kg maka percepatan yang dihasilkan adalah ….
3. Sebuah balok yang massanya 2 kg berada di atas lantai yang kasar, kemudian balok tersebut diberi gaya dorong sebesar 12 N. Jika gaya gesek yang bekerja selama balok tersebut bergerak adalah 2 N, percepatan balok tersebut adalah ....
4. Seseorang yang massanya 45 kg berada di dalam lift yang sedang bergerak ke atas dengan percepatan 2 m/s². Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s² tentukan berat orang tersebut di dalam lift!

📜 Hukum Newton III (Hukum Aksi-Reaksi)

"Jika benda pertama mengerjakan gaya terhadap benda kedua, benda kedua akan memberikan gaya terhadap benda pertama yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan."

Contoh Penerapan:

Orang yang mendayung sampan, gaya aksinya adalah dayung yang mengayuh ke belakang, gaya reaksinya adalah sampan terdorong ke depan.

Ringkasan Hukum Newton

Perbandingan Ketiga Hukum Newton:

Hukum	Konsep Utama	Rumus	Kata Kunci
Newton I	Kelembaman/Inersia	∑F = 0	Diam tetap diam, bergerak tetap bergerak
Newton II	Percepatan	∑F = m·a	Gaya menyebabkan percepatan
Newton III	Aksi-Reaksi	Faksi = -Freaksi	Setiap aksi ada reaksi yang sama besar

SOAL LATIHAN

Pilihlah satu jawaban berikut ini yang paling tepat!

Link : Lembar Jawab

Berikut ini yang bukan merupakan satuan gaya adalah .... dyne kg.m/s2 Joule Newton

Perhatikan pernyataan berikut! mengubah bentuk benda mengubah arah benda mengubah gerak benda mengubah wujud benda Pernyataan yang sesuai dengan perngaruh gaya terhadap benda yaitu .... I dan II II dan III I, II, dan III I, II, III, dan IV

Ujang dan adiknya bersama-sama mendorong lemari dengan perbandingan gaya yang diberikan 3 : 1. Jika gaya gesek antara lemari dan lantai adalah 10 N dan gaya total yang bekerja pada lemari adalah 310 N. Nilai gaya Ujang dan adiknya secara berurutan adalah .... 225 N dan 75 N 232,5 N dan 77,5 N 240 N dan 80 N 300 N dan 10 N

Jika Adnan mendorong meja ke kiri dengan gaya 42 N dan Panji mendorong meja ke kanan dengan gaya 17 N, maka meja akan terdorong .... 15 N ke kiri 15 N ke kanan 25 N ke kiri 25 N ke kanan

Resultan gaya terbesar ditunjukkan oleh gambar ....

Peristiwa berikut disebabkan oleh gaya sentuh, kecuali .... Bola bergerak karena ditendang oleh pemain Mobil berhenti karena direm Buah kelapa jatuh dari pohonnya karena tangkai buahnya terputus Kano bergerak ke depan ketika didayung di danau yang tenang

Pernyataan berikut yang tepat berkaitan dengan berat benda yaitu .... Berat suatu benda ketika ditimbang di khatulistiwa lebih besar daripada di kutub, karena di kutub terdapat kutub magnet bumi. Berat suatu benda ketika ditimbang di khatulistiwa lebih kecil daripada di kutub, karena di kutub terdapat kutub magnet bumi. Berat suatu benda ketika ditimbang di khatulistiwa lebih besar daripada di kutub, karena di kutub lebih dekat dengan pusat bumi. Berat suatu benda ketika ditimbang di khatulistiwa lebih kecil daripada di kutub, karena di kutub lebih dekat dengan pusat bumi.

Astronaut dengan massa 90 kg pergi ke Bulan. Apabila percepatan gravitasi Bulan adalah ⅙ percepatan gravitasi Bumi, sedangkan percepatan gravitasi Bumi adalah 10 m/s². Berat astronaut saat ditimbang di Bulan adalah .... 150 N 100 N 10 N 10/6 N

Sebuah benda memiliki berat di Bumi sebesar 100 N dan percepatan gravitasi Bumi adalah 10 m/s². Apabila benda tersebut di bawa ke planet X, benda memiliki berat 70 N. Berapakah percepatan gravitasi di planet X tersebut 9,8 m/s² 9 m/s² 8 m/s² 7 m/s²

Pernyataan berikut ini merupakan perbedaan antara massa dan berat benda, kecuali .... Massa selalu tetap, sedangkan berat berubah-ubah massa tidak dipengaruhi gravitasi, sedangkan berat dipengaruhi gravitasi massa adalah ukuran materi yang dikandung oleh benda, sedangkan berat adalah ukuran gaya yang dipengaruhi gravitasi massa dipengaruhi lokasi, sedangkan berat tidak dipengaruhi lokasi

Apabila resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda .... yang bergerak akan mengalami perlambatan yang bergerak akan mengalami percepatan yang bergerak akan bergerak dengan kecepatan tetap yang diam akan bergerak

Suatu benda dalam keadaan seimbang, apabila pada benda tersebut .... terdapat resultan gaya yang lebih dari nol terdapat satu gaya terdapat dua gaya yang searah terdapat resultan gaya yang sama dengan nol

Sebuah mobil mainan yang bermassa 600 gram ditarik dengan gaya F. Apabila mobil mainan tersebut mengalami percepatan 5 m/s² dan gaya gesek antara mobil dengan jalan 1 N, maka besar gaya F adalah .... 1 N 2 N 3 N 4 N

Gaya yang besarnya F menyebabkan suatu benda mengalami percepatan a m/s². Supaya percepatan benda itu berkurang setengahnya, besarnya gaya yang diberikan adalah .... 2F F/2 4F F/4

Perhatikan gambar berikut! Diketahui m₁ = 5,6 kg, m₂ = 1,4 kg, dan gaya gesekan antara balok dan lantai diabaikan. Dengan asumsi tali tak bermassa, dan katrol tak bermassa serta licin. Tentukan nilai percepatan kedua benda tersebut! (g = 10 m/s²) 6 m/s² 7 m/s² 8 m/s² 12 m/s²