A Besaran GayaKamu tentu sering mendengar kata gaya. Apakah pengertian dari kata

gaya yang sering kamu dengar tersebut? Samakah pengertian tersebut dengan gaya dalam Sains? Untuk mengetahui jawabannya, mari mempelajari tentang gaya!

1. Pengertian GayaApakah yang disebut gaya? Untuk memahami pengertian gaya, mari perhatikan Gambar 6.1!

Dari Gambar 6.1a kamu dapat mengamati bahwa bola dapat bergerak karena menerima gaya berupa tendangan pemain sepak bola. Mobil pada Gambar 6.1b bergerak karena menerima gaya dari dorongan mesin mobil. Begitu juga halnya dengan sepeda pada Gambar 6.1c dapat bergerak karenamenerima gaya jika dikayuh pedal sepedanya.Dari contoh-contoh tersebut, dapatkah kamu menjelaskan pengertian gaya? Dalam Sains, gaya didefinisikan sebagai suatu tarikan atau suatu dorongan. Pengaruh gaya pada benda antaralain sebagai berikut.a. Menyebabkan perubahan kecepatan gerak benda.b. Menyebabkan benda diam menjadi bergerak dan sebaliknya.c. Mengubah arah gerak benda.d. Mengubah bentuk suatu benda.Dapatkah kamu menyebutkan jenis-jenis gaya? Gaya terdiriatas gaya sentuh dan gaya tak sentuh. Tahukah kamu, apakahgaya sentuh dan gaya tidak sentuh itu?

Latihan 6.1Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja pada suatu bendadengan melalui sentuhan pada permukaan benda tersebut.Contoh gaya sentuh antara lain seorang anak yang mendorongmeja, seorang ibu yang mengangkat barang belanjaannya,seorang anak yang mengayuh sepeda, dan pemain basket yangmelempar bola basket.Pernahkah kamu melihat buah mangga yang jatuh daritangkainya? Atau, pernahkah kamu mengamati besi yangditarik magnet? Adakah gaya otot yang memengaruhi jatuhnyabuah mangga dan tertariknya besi oleh magnet? Jika bendadapat bergerak tanpa dibantu oleh dorongan atau tarikan gayaotot, berarti benda itu bergerak oleh gaya tak sentuh.Jadi, gaya tak sentuh dapat didefinisikan sebagai gaya yangbekerja pada benda tanpa menyentuh benda tersebut.Carilah contoh gaya sentuh dan gaya tak sentuh yang biasaterjadi di sekitarmu! Kemudian, bacakan hasilnya di depan

kelas!Tahukah kamu alat ukur apa yang digunakan untuk mengukurgaya? Gaya dapat diukur dengan menggunakan neracapegas atau dinamometer. Satuan gaya dalam SI adalah newton(disingkat N). Satuan ini dipakai untuk menghormati tokohFisika Sir Isaac Newton. Satuan lain yang juga sering dipakaiadalah dyne, di mana 1 Newton setara dengan 100.000 dyne.1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan gaya!2. Tuliskan empat perubahan yang dapat ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatubenda!3. Apakah dimaksud dengan gaya sentuh? Berikan contohnya!4. Apakah dimaksud dengan gaya tak sentuh? Berikan contohnya!5. Alat ukur apa yang digunakan untuk mengukur gaya?2. Resultan GayaDalam Fisika, gaya termasuk besaran vektor. Artinya, gayaadalah suatu besaran yang memiliki besar dan juga arah. Olehkarena gaya termasuk besaran vektor, maka gaya dapatdilukiskan dengan diagram vektor yang berupa anak panah.Nah, bagaimanakah cara melukiskan gaya denganmenggunakan diagram panah?Pernahkah kamu dan teman-temanmu mendorong mejasecara bersama-sama?Gaya 141Pada Gambar 6.2 dua orang anak berusaha mendorong mejapada arah yang sama. Jika anak pertama mengeluarkan gayasebesar 15 N dan anak kedua mengeluarkan gaya sebesar 10 N,tahukah kamu besar resultan gaya yang dikeluarkan keduaanak tersebut? Besar resultan gaya yang dikeluarkan oleh keduaanak tersebut dapat dilukiskan dengan menggunakan diagrampanah seperti pada Gambar 6.3.Resultan gaya dari kedua gaya tersebut dapat dinyatakandengan FR = F1 + F2 = 15 N + 25 N = 40 N. Panjang anak panahmenyatakan nilai atau besar gaya, sedangkan arah anak panahmenyatakan arah gaya. Gaya yang mengarah ke kanan atau atasbernilai positif dan gaya yang mengarah ke kiri atau bawahbernilai negatif. Jadi, untuk melukiskan gaya digunakan aturansebagai berikut.a. Panjang anak panah melukiskan besarnya gaya.b. Arah anak panah merupakan arah gaya.c. Pangkal anak panah merupakan titik tangkap gaya.ContohSebuah gaya F yang berarah ke kanan dan besarnya 8 Ndilukiskan dengan diagram vektor yang panjangnya 4 satuan,seperti pada gambar berikut.Lukiskan diagram vektor gaya-gaya berikut ini!a. F1 = 6 Newton ke kananb. F2 = 10 Newton ke kananc. F3 = –4 Newton ke kiriJawab:Oleh karena gaya 8 N dilukiskan dengan panjang 4 satuan, makagaya 1 N dapat dilukiskan dengan panjang 4 satuan 8 N8 N=

1 satuan2a. Karena F1 = 6 N, maka panjangnya 6 ×12 satuan = 3 satuan(berarah ke kanan)b. Karena F2 = 10 N, maka panjangnya 10 ×12 satuan = 5 satuan(berarah ke kanan)c. Karena F3 = –4 N, maka panjangnya (–4) ×12 satuan = –2 satuan(berarah ke kiri)Gambar 6.2 Dua orang anak mendorongmeja menghasilkangaya-gaya searah.Gambar 6.3 Diagram panah resultandua gaya searah (FR = F1

+ F2).

142 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VIIIPernahkah kamu mengamati perlombaan tarik tambang?Perhatikan Gambar 6.4! Pada perlombaan tarik tambang, gayagayayang bekerja pada tambang tersebut berlawanan arah.Misalkan kelompok pertama pada Gambar 6.4 menariktambang ke arah kiri sebesar 75 N dan kelompok kedua menariktambang ke arah kanan sebesar 90 N. Tahukah kamu, berapabesar resultan yang dihasilkan oleh dua kelompok tersebut padatambang? Perhatikan Gambar 6.5!Dari Gambar 6.5, resultan gaya kedua vektor itu dapatdinyatakan dengan FR = F1 + F2 = (–75) N + 90 N = 15 N. Olehkarena gaya yang dihasilkan kelompok kedua lebih besardaripada gaya yang dihasilkan kelompok pertama, maka resultangaya yang bekerja pada tambang adalah 15 N ke arah kanan.Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa resultan gayaadalah perpaduan dua buah gaya atau lebih yang dihasilkansuatu benda menjadi satu gaya. Secara matematis, resultan gayadapat dinyatakan sebagai berikut.FR = F1 + F2 ....... (6.1)Contoh1. Andi dan Budi bersama-sama mendorong sebuah gerobakke arah kanan. Jika Andi mengeluarkan gaya sebesar 25 Ndan Budi mengeluarkan gaya sebesar 35 N, berapakahresultan gaya yang dikeluarkan Andi dan Budi?Jawab:Diketahui: FAndi = 25 NFBudi = 35 NFR = .... ?Oleh karena FAndi dan FBudi searah, makaFR = FAndi + FBudi

= 25 N + 35 N = 60 N2. Anton mendorong meja ke arah kanan dengan gaya 18 Ndan Yudi mendorong meja yang sama ke arah kiri dengangaya 22 N. Tentukanlah resultan dan arah gayanya!Jawab:

Diketahui: FAnton = 18 N (ke kanan)FYudi = –22 N (ke kiri)FR = .... ?Gambar 6.4 Lomba tarik tambangmenghasilkan gaya-gayayang berlawanan arah.Gambar 6.5 Resultan dua gaya yang berlawanan arah.

Gaya 143Latihan 6.2Resultan gayanya adalah:FR = FAnton + FYudi = 18 N + (–22)N = –4 NTanda negatif (–) menyatakan arahnya ke kiri. Jadi, FR = 4 Ndengan arah ke kiri (karena FYudi lebih besar dari FAnton).Dapatkah gaya-gaya berada dalam keadaan setimbang? Suatubenda dikatakan setimbang jika benda berada dalam keadaanstabil. Secara umum, kesetimbangan adalah keadaan ketikaresultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengannol. Benda yang berada dalam keadaan setimbang tidakmengalami perubahan gerak. Secara matematis, persamaan gayasetimbang dinyatakan sebagai berikut.FR = F1 + F2 = 0 ....... (6.2)1. Sebuah gaya F yang berarah ke kanan dan besarnya 20 N dilukiskan dengan diagramvektor yang panjangnya 4 cm. Lukiskan diagram vektor gaya-gaya berikut ini!a. F1 = 25 Newton ke kananb. F2 = 15 Newton ke kananc. F3 = 30 Newton ke kirid. F4 = 10 Newton ke kiri2. Diketahui gaya F1 = 4 N ke kanan, gaya F2 = 6 N ke kiri, F3 = 8 N ke kanan, danF4 = 5 N ke kiri. Tentukanlah besar dan arah resultan gaya berikut!a. F1 + F2

b. F3 + F4

c. F1 + F2 + F3

d. F2 + F3 + F4

3. Gaya setimbang dapat terjadi pada dua buah gaya yang berlawanan. Nah, jika duabuah gaya tersebut searah, mungkinkah terjadi kesetimbangan? Jelaskan!4. Pada sebuah benda bekerja gaya-gaya sebagai berikut.F1 = 8 N (ke bawah) F3 = 13 N (ke kiri)F2 = 9 N (ke atas) F4 = 14 N (ke kanan)a. Tentukanlah besar dan arah resultan gayanya!b. Apakah benda berada dalam keadaan setimbang?5. Diketahui gaya F1 = 12 N ke kanan, gaya F2 = 8 N ke kiri, F3 = 6 N ke kanan, danF4 = 10 N.a. Dengan mengambil skala 2 N dilukiskan dengan panjang 1 cm, lukislah vektorvektorgaya F1, F2, F3, dan F4!b. Tentukan besar dan arah resultan gaya dari:1) F1 + F2 + F3

2) F2 + F3 + F4

144 Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VIII

B Hukum Newton tentang GayaPada tahun 1687, Sir Isaac Newton, ilmuwan Fisika

berkebangsaan Inggris, berhasil menemukan hubungan antaragaya dan gerak. Dari hasil pengamatan dan eksperimennya,Newton merumuskan tiga hukum mengenai gaya dan gerakyang dikenal dengan Hukum I Newton, Hukum II Newton, danHukum III Newton. Nah, agar kamu lebih memahami ketigahukum Newton tentang gerak, mari mempelajari uraian berikutdengan baik.1. Hukum I NewtonPernahkah kamu mengalami peristiwa seperti berikut?Ketika kamu berada dalam kendaraan umum yang sedangmelaju, tiba-tiba sopir kendaraan umum tersebut mengeremsecara mendadak, tubuhmu seolah-olah terdorong ke depanberlawanan arah dengan gaya pengereman kendaraan yangarahnya ke belakang. Hal ini terjadi karena tubuhmu cenderungmempertahankan posisinya yang terus bergerak ke arah depan,namun karena kendaraan direm mengakibatkan ada gaya yangmenahan gerak ini sehingga kamu seperti terdorong ke depan.Oleh karena itulah, maka undang-undang lalu lintas mewajibkanpengendara mobil memakai sabuk pengaman untukmenghindari kecelakaan mobil.Begitu juga ketika kamu berada dalam kendaraan yang diam.Kemudian tiba-tiba kendaraan tersebut bergerak, tubuhmuakan terasa seperti terdorong ke belakang. Hal ini terjadi karenatubuhmu cenderung mempertahankan posisinya yang diam.Peristiwa ini dijelaskan dalam Hukum I Newton yangdinyatakan sebagai berikut.Sebuah benda terus dalam keadaan diam atau terusbergerak dengan kelajuan tetap, kecuali jika ada gaya luaryang memaksa benda tersebut mengubah keadaannya.Secara matematis, Hukum I Newton dinyatakan sebagaiberikut.F = 0 ....... (6.3)Hukum I Newton juga menggambarkan sifat benda yangselalu mempertahankan keadaan diam atau keadaan