Gaya: Pengertian,Rumus beserta Contoh dan Penjelasannya

rumus gaya

Rumus gaya mengacu pada hukum newton, yaitu (1) hukum Newton 1 dimana total gaya = 0, (2) hukum Newton 2, total gaya yang bekerja pada suatu benda senilai dengan massa dikali percepatan, dan (3) hukum Newton 3 yang menyatakan total gaya aksi sama dengan reaksi.

Seorang penjual bakso mendorong gerobaknya hingga gerobak itu bisa berjalan. Gerobak bisa berjalan dikarenakan terdapat interaksi dari tangan penjual bakso dengan gerobak berupa dorongan.

Kemudian saat ada pembeli, penjual bakso menarik gerobak tersebut. Tarikan gerobak tersebut membuat gerobak bergerak ke arah pembeli. Dorongan dan tarikan inilah salah satu bentuk gaya. Untuk lebih lanjutnya, simak penjabaran materi gaya berikut

Pengertian dan Rumus Gaya

Gaya adalah interaksi yang menyebabkan benda bermassa mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi geometris.

Artinya, gaya dapat membuat benda dari diam menjadi bergerak, dapat berpindah arah, hingga dapat merubah bentuk benda. Perubahan arah inilah yang menjadikan besaran gaya termasuk kuantitias vektor.

Gaya disimbolkan dengan F dan memiliki satuan Newton (N). Kata Newton diambil dari nama Sir Isaac Newton, ahli matematika dan ilmuwan besar.

Gaya dorongan dan tarikan penjual bakso terjadi ketika tangan penjual bakso menyentuh gerobak. Hal ini digolongan gaya sentuh. Jadi, berdasarkan sentuhan gaya terdiri gaya sentuh dan gaya tak senuh.

Gaya tak sentuh memungkinkan tidak terjadi sentuhan benda, namun terjadi interaksi yang menyebabkan terjadinya akibat gaya. Misalnya, gaya gravitasi membuat apel jatuh dari pohon, dan gaya magnet membuat besi tertarik dengan magnet.

Jenis-Jenis Gaya

Gaya tidak hanya berupa dorongan dan tarikan. Pembagian jenisnya sangat beragam tergantung proses terjadinya gaya ataupun benda yang menjadi perantaranya. Berikut jenis-jenis gaya :

  • Gaya Otot.
    Gaya ini terjadi pada organisme biotik yang memiliki jaringan otot. Misalnya, proses pencernaan makanan dalam perut terjadi karena otot-otot pada usus mencerna makanan hingga halus.
  • Gaya Magnet.
    Gaya ini terjadi pada benda logam seperti besi atau baja terhadap magnet ataupun antar kutub magnet yang berbeda.
  • Gaya Gesek.
    Gaya ini terjadi akibat sentuhan benda satu dengan benda lainnya. Gaya gesek bisa menimbulkan perlambatan pergerakan.

    Misalnya, saat di jalan raya yang berlubang dan berbatu, mobil tidak bisa berjalan cepat karena permukaan jalan yang kasar.
  • Gaya Mesin.
    Gaya mesin diakibatkan kinerja suatu mesin, misalnya mesin motor membuat motor dapat melaju kencang.
  • Gaya Listrik.
    Muatan listrik dapat menggerakan suatu benda, contohnya pada kipas angin.
  • Gaya Pegas.
    Gaya pegas dihasilkan oleh benda pegas. Gaya ini terjadi karena ada tegangan dan regangan pada pegas.

    Misalnya, saat duduk di sofa kita sering merasakan gaya dorongan ketas dikarenakan sofa didalamnya tersusun atas struktur pegas.
  • Gaya Gravitasi.
    Gaya yang dihasilkan bumi yang menarik benda bermassa. Contohnya, buah jatuh dari pohon.
Baca juga:  7 Warna Pelangi : Penjelasan dan Fakta-fakta di Baliknya

Hukum-Hukum dalam Menjelaskan Gaya

Hukum Newton I

Gaya memiliki tiga hukum klasik yang disebut Hukum Newton. Hukum ini disimpulkan oleh Isaac Newton dalam Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, yang diterbitkan pada 5 Juli 1687.

Dalam hukum Newton 1 dijelaskan bahwa:

Setiap benda akan mempertahankan keadaan diam atau bergerak lurus beraturan, kecuali ada gaya yang bekerja untuk mengubahnya.

Atau secara matematis dapat dituliskan dengan persamaan.

rumus gaya hukum newton 1

Maksudnya, benda yang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja pada benda itu. Kemudian benda bergerak, tidak berubah kecepatannya kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja padanya.

Hukum Newton II

Pada hukum Newton ke dua ini dijelaskan bahwa:

Benda bermassa M mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan a yang arahnya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M.

Atau secara matematis dapat ditulis menggunakan persamaan berikut ini.

hukum newton 2

Akibatnya, menurut rumus hukum newton II dibawah ini, satuan dari gaya berupa Kg m/s2.

Hukum Newton III

Hukum Newton ketiga berisi sebagai berikut.

Untuk setiap aksi selalu ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah atau gaya dari dua benda pada satu sama lain selalu sama besar dan berlawanan arah.

Hukum newton III

Dan secara matematis dapat dituliskan:

rumus gaya

Contoh dalam kehidupan nyata adalah saat kita beraksi mendorong sebuah dinding, namun dinding tidak bergerak. Karena dinding memberi gaya reaksi yang berlawanan terhadap kita yang besarnya sama.

Contoh Soal Menggunakan Rumus Gaya

Soal dan pembahasan 1

Sebuah kotak bermassa diletakkan diatas bidang datar yang licin. Kemudian, seorang anak ingin mendorongnya dengan gaya sebesar 10 N. Namun, ada seorang anak lain yang mendorong kotak dengan arah yang berlawanan. Akibatnya, kotak menjadi tidak bergerak. Kondisi ini digambarkan pada skema berikut. Selanjutnya, berapakah gaya yang diberikan oleh anak lain tersebut ?

rumus gaya

Penyelesaian

Diketahui:
F1 = 10 N (positif)
F2 = ? N (berlawanan, negatif)

Baca juga:  Cara Mengubah Besaran Suhu Fahrenheit ke Celcius dan Contohnya

Benda menjadi diam, artinya benda yang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja pada benda itu. Dapat dikatakan resultan gaya yang terjadi adalah nol terjadi hukumn newton 1.

Perhatikan perhitungan di bawah ini. Sehingga diperoleh F2 = -10, negatif artinya gaya yang berlawanan.

rumus gaya

Soal dan pembahasan 2

Perhatikan ilustrasi resultan gaya berikut!

Jika permukaan lantai dasar kotak licin, tentukan gaya yang pada anak 2?

Penyelesaian

Diketahui
F1 = 10 N (positif)
a = 2 m/s2
m = 100 Kg
F2 = ? N (searah, positif)
Kejadian diatas mengacu hukum newton II sehingga..

Soal dan pembahasan 3

Seorang polisi ingin mendobrak pintu kayu untuk menyelamatakn seoarang bayi yang terperangkap. Saat mendorong pintu, gaya aksi yang dilakukan polisi sebesar 100 N. Berapakah gaya reaksi dari pintu terhadap polisi ?


Penyelesaian:
Menurut hukum newton III, pintu akan melawan reaksi yang sama, yakni sebesar 100 N.

Soal dan pembahasan 4

Seorang pemuda sedang memindahkan mesin dengan massa 25 Kg. Dia menarik mesin dengan gaya sebesar 50 N. Berapakah percepatan yang dihasilkan ?
Penyelesaian
m = 25 Kg
F1 = 50 N

Soal dan pembahasan 5

Tentukan persamaan resultan gaya yang berkerja pada gambar berikut.

Penyelesaian:

Gaya F1 dan F2 searah, dan berlawanan dengan F3. Jika kita misalkan bahwa arah ke kiri bertanda positif (berlawanan artinya negatif) dan resultan gaya dapat dirumuskan:
F3 – F1 – F2= F3 – ( F1 +F2 )
Dengan demikian, menurut hukum newton 2, dirumuskan
F3 – ( F1 +F2 ) = m.a

About Rifqi Aulia Rahman 20 Articles
S1 Matematika FMIPA ULM

4 Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*