Materi :
Gaya dan Gerak
Sub Materi :
1. Jenis-Jenis Gaya
2. Hukum Newton 1,2, dan 3
Pengantar Materi
Gaya dan gerak adalah dua konsep fisika yang saling berkaitan. Gaya adalah tarikan atau dorongan yang diberikan pada suatu benda, sedangkan gerak adalah perpindahan posisi benda akibat gaya yang diberikan. Gaya dapat menyebabkan benda diam menjadi bergerak, benda bergerak menjadi lebih cepat atau lambat, dan bahkan mengubah arah gerak benda.
Jenis-Jenis Gaya
Gambar 1.1. Ilustrasi Pengertian Gaya
Gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan perubahan posisi atau bentuk benda. Gaya termasuk besaran vektor, yaitu besaran yang memperhitungkan arah. Besaran ini merupakan salah satu besaran Fisika yang sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Berdasarkan sumbernya, gaya dibagi menjadi seperti berikut.
1. Gaya Gravitasi
Gaya gravitasi adalah gaya yang membuat semua hal di Bumi jatuh ke bawah. Contoh: Jika Anda melempar bola ke atas, itu pasti akan jatuh kembali ke bawah. Ini karena benda-benda tidak akan pernah jatuh ke bawah jika tidak ada gravitasi. Hal itu dapat diamati saat astronot berada di luar angkasa, tepatnya di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS).
2. Gaya Gesek
Gaya gesek adalah gaya yang dihasilkan ketika dua benda bergesekan. Semakin kasar permukaan suatu benda, semakin besar gaya gesek yang dihasilkan. Dirancang dengan pola menonjol di permukaan luar ban motor untuk meningkatkan gaya gesek antara ban dan aspal sehingga motor tidak mudah tergelincir.
3. Gaya Pegas
Pengertian gaya pegas adalah gaya yang ditimbulkan oleh adanya peregangan pegas. Semakin besar peregangan pegasnya, semakin besar gaya yang dihasilkan. Contohnya saat kamu menarik karet gelang. Semakin panjang tarikan karetnya, semakin sakit jika mengenai kulit.
4. Gaya Magnet
Gaya magnet diciptakan oleh interaksi kutub magnet. Seperti yang Anda ketahui, kutub senama akan saling menolak dan kutub tak senama akan saling menarik. Gaya magnet akan dihasilkan oleh interaksi tolak menolak dan tarik menarik.
5. Gaya Listrik
Listrik merupakan salah satu faktor penting penunjang kehidupan manusia. Listrik dihasilkan oleh muatan-muatan listrik seperti elektron maupun proton. Interaksi antara muatan-muatan tersebut akan menghasilkan suatu gaya yang disebut gaya listrik.
Jenis-Jenis Gaya
Isaac Newton membuat rumusan untuk tiga hukum: Hukum Newton 1, Hukum Newton 2, dan Hukum Newton 3. Untuk menghormatinya, namanya diabadikan sebagai satuan gaya (N/Newton).
1. Hukum Newton 1
Bunyi Hukum Newton 1 yakni: “Apabila resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, benda yang awalnya diam akan selamanya diam. Sementara itu, benda yang awalnya bergerak lurus beraturan, akan selamanya lurus beraturan dalam kecepatan konstan.”
Rumus Hukum Newton 1 dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut:
∑F = 0 atau Resultan Gaya (kg m/s2)
Bentuk dari momen inersia beragam, seperti momen inersia linear, momen inersia massa, serta momen inersia polar atau kutub.
2. Hukum Newton 2
Bunyi Hukum Newton 2 menyatakan, “Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja terhadapnya, tetapi berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan akan sama dengan arah gaya total yang bekerja terhadapnya.”
Rumus Hukum Newton 2 bisa ditulis secara matematis sebagai berikut:
F = m × a
Dengan keterangan:
F adalah gaya (N);
m adalah massa benda (kg); dan
a adalah percepatan (m/s2).
3. Hukum Newton 3
Bunyi Hukum Newton 3 adalah, “Setiap aksi akan menimbulkan sebuah reaksi. Apabila suatu benda memberi gaya terhadap benda lain, benda yang mendapat gaya itu akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang diterima dari benda pertama, tetapi arahnya berlawanan.”
Rumus Hukum Newton 3 ada tiga jenis yaitu:
• Rumus gaya gesek: Fg = u × N, dengan Fg = gaya gesek (N), u = koefisien gesekan, dan N = Gaya normal (N).
• Rumus gaya berat: w = m × g, dengan w = Gaya berat (N), m = massa benda (kg), dan g = gravitasi Bumi (m/s2)
• Rumus berat sejenis: s = p × g, dengan s = berat jenis (N/m3), p = massa jenis (kg/m3), dan g = berat benda (N).
Penerapan Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Contoh penerapan Hukum Newton dapat dilakukan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini contoh Hukum Newton 1, 2, dan 3:
Contoh Hukum Newton 1
Ketika sebuah mobil bergerak cepat dan tiba-tiba direm, penumpangnya cenderung terdorong ke depan karena hukum inersia. Demikian pula, jika mobil bergerak pelan dan kemudian digas dengan cepat, penumpangnya akan terdorong ke belakang.
Contoh Hukum Newton 2
Dengan melempar batu ke atas, Anda dapat melihat contoh Hukum Newton 2. Dengan gaya yang diberikan oleh tangan, batu awalnya bergerak dengan kecepatan konstan ke atas. Namun, ketika batu mencapai titik tertingginya, gaya gravitasi mulai memperlambat dan akhirnya menghentikan gerakannya. Batu berhenti sejenak sebelum akhirnya turun kembali ke Bumi.
Contoh Hukum Newton 3
Dalam kasus di mana Anda menggunakan palu untuk memukul sebuah paku, Hukum Newton 3 diterapkan. Dalam situasi ini, palu merupakan gaya aksi yang diberikan pada paku; sebagai tanggapan terhadap pemukulan tersebut, paku memberikan gaya aksi yang sama, tetapi berlawanan arah, ke palu.
Simpulan Materi
Berdasarkan teks, dapat disimpulkan bahwa gaya adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan perubahan posisi atau bentuk benda, dan berbagai jenis gaya seperti gravitasi, gesek, pegas, magnet, dan listrik memiliki peranan penting dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu, hukum-hukum Newton (Hukum I, II, dan III) mendeskripsikan hubungan antara gaya dan gerak, di mana setiap hukum memiliki formulasi dan penerapannya masing-masing dalam kehidupan sehari-hari.
Latihan Soal
Soal Pilihan Ganda
1. Apabila resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang awalnya bergerak lurus beraturan akan selamanya lurus beraturan dalam kecepatan konstan. Pernyataan tersebut merupakan bunyi dari…
a. Hukum Newton 1
b. Hukum Newton 2
c. Hukum Newton 3
d. Hukum Gravitasi Newton
2. Gaya yang ditimbulkan oleh adanya peregangan, seperti saat menarik karet gelang, disebut…
a. Gaya gesek
b. Gaya pegas
c. Gaya gravitasi
d. Gaya magnet
3. Rumus $F = m \times a$ digunakan untuk menghitung hubungan antara gaya, massa, dan percepatan. Rumus ini terdapat dalam…
a. Hukum Newton 1
b. Hukum Newton 2
c. Hukum Newton 3
d. Hukum Archimedes
4. Apabila sebuah palu memukul paku, paku akan memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap palu. Peristiwa ini merupakan contoh penerapan dari…
a. Hukum Newton 1
b. Hukum Newton 2
c. Hukum Newton 3
d. Hukum Gaya Gesek
5. Gaya yang membuat semua hal di Bumi jatuh ke bawah adalah…
a. Gaya gravitasi
b. Gaya gesek
c. Gaya listrik
d. Gaya magnet
Soal Essay
1. Jelaskan mengapa ban motor memiliki pola menonjol pada permukaannya.
2. Deskripsikan perbedaan utama antara Hukum Newton 1 dan Hukum Newton 2.
3. Berikan contoh penerapan Hukum Newton 1 dalam kehidupan sehari-hari selain yang disebutkan dalam teks.
4. Jelaskan konsep gaya aksi-reaksi dalam Hukum Newton 3 dan berikan satu contoh.
5. Apa yang menyebabkan terjadinya gaya listrik?
Ingin Kembangkan Prestasi dan Kemampuanmu?
Yuk! Ikutan kompetisi online gratis dan terpercaya yang diselenggarakan oleh Lembaga Profesional dan terdaftar di SIMT PUSPRESNAS berikut ini:
Nama Lembaga |
Website |
Tingkat Kompetisi |
Bukti Kurasi |
|---|---|---|---|
Mengapa Harus Daftar Kompetisi Kami?
Pendaftaran Gratis
Pendaftaran Kompetisi dan Olimpiade GRATIS tanpa syarat apapun.
Apresiasi Juara Gratis
Apresiasi juara juga GRATIS tanpa perlu membayar klaim hingga ratusan ribu loh.
Beasiswa hingga Kuliah
Tersedia Beasiswa Khusus Alumni yang diberikan hingga kuliah loh!.
Pendukung Japres & SNBP
Piagam bisa digunakan untuk Jalur Prestasi, Beasiswa dan SNBP loh.
Sudah Ribuan Alumni
Sudah diikuti banyak alumni yang tersebar di seluruh Indonesia dan luar negeri.
Dikelola secara Syariah
Pengelolaan hadiah dan apresiasi dikelola secara terpisah dan sesuai syariah.
Bantuan Kurasi Prestasi
Tersedia layanan bantuan dan panduan kurasi prestasi peserta loh.
Legalitas Terjamin
Lembaga penyelenggara telah terdaftar di kementerian dan SIMT Kurasi.
Tunggu apalagi? Ingin kejar tiket SPMB Jalur Prestasi atau SNBP di tahun depan? segera gabung dan daftarkan dirimu sekarang juga!. Prestasi itu tidak ada yang instan loh! Mulai dan persiapkan versi terbaikmu mulai dari sekarang juga!.