Gaya, Energi dan Usaha : Vektor dan resultan gaya, gaya gesekan, serta berat dan masa
Kehidupan kita tak pernah lepas dari suatu akibat gaya adalah gaya gravitasi. Kita pun akan mengatakan paku berminat oleh suatu magnet karena adanya gaya magnet. Apakah istilah gaya gravitasi dan gaya magnet sama dengan gaya baju? Kita juga acap kali mendengar istilah usaha atau kerja untuk segala wujud profesi, baik dalam profesi yang membutuhkan otot maupun yang membutuhkan pikiran. Dalam ilmu fisika pengertian usaha atau kerja diaplikasikan memiliki arti yang berbeda. Apa itu gaya, usaha dan daya menurut pandangan fisika? Mari kita pelajari dalam bab ini.
Gaya
Peristiwa alam itu menampilkan bahwa suatu benda bergerak atau stop karena akibat dari luar, akibat dari luar ini disebut gaya. Apel terjatuh karena adanya gaya gravitasi. Listrik dan magnet pun dapat membuat benda bergerak. Gaya adalah sesuatu yang berupa tarikan atau dorongan. Seseorang dapat mengangkat bobot karena tarikan dan relaksasi dari otot-otot tubuhnya.
Adanya gaya berupa tarikan dan dorongan akan memunculkan perubahan-perubahan pada benda yang dikenai gaya. Perubahan oleh gaya dapat berupa benda diam menjadi bergerak, benda bergerak menjadi diam, wujud dan ukuran benda berubah atau berupa perubahan arah gerak benda.
Vektor dan Resultan Gaya
Gaya adalah besaran vektor, adalah besaran yang memiliki nilai dan arah. Karena memiliki arah, gaya digambarkan seperti anak panah. Besar gaya diungkapkan dengan panjang anak panah, arah gaya digambarkan dengan arah anak panah dan gaya dilambangkan dengan F. (Gambar 6.3(a)) Satuan gaya dalam SI adalah Newton ( N ), dalam sistem cgs satuan gaya adalah dyne (1 N = 100.000 dyne = 105 dyne).
Panjang dari petunjuk panah yang menampilkan besarnya gaya, misalkan ada gaya sebesar 2 newton yang digambarkan, lalu maka gaya yang sebesar 4 newton akan memiliki panjang dua kali lipatnya.
Pada suatu benda dapat bekerja bermacam gaya seperti gaya berat (w), gaya normal (N), gaya dorong (F) dan gaya pergesekan (f). Apabila arah kerja gaya berlainan maka pada benda hal yang demikian akan digambarkan seperti kelihatan arah gaya F berlawanan dengan f, dan w berlawanan dengan N. Beberapa itu menampilkan arah gaya hal yang demikian memiliki kerja yang saling berlawanan.
Apabila gaya yang bekerja pada suatu benda dalam satu garis kerja dapat diganti oleh sebuah gaya yang dinamakan resultan gaya. Besarnya resultan gaya sama dengan jumlah aljabar gaya-gaya hal yang demikian secara matematis ditulis:
FR =F 1 + F2 + F3 + ... +Fn
Untuk mempermudah perhitungan, berikan petunjuk positif ( + ) untuk gaya yang arahnya ke kanan atau ke atas dan petunjuk negatif ( - ) untuk gaya-gaya yang arahnya ke kiri atau ke bawah.
Gaya
Peristiwa alam itu menampilkan bahwa suatu benda bergerak atau stop karena akibat dari luar, akibat dari luar ini disebut gaya. Apel terjatuh karena adanya gaya gravitasi. Listrik dan magnet pun dapat membuat benda bergerak. Gaya adalah sesuatu yang berupa tarikan atau dorongan. Seseorang dapat mengangkat bobot karena tarikan dan relaksasi dari otot-otot tubuhnya.
Adanya gaya berupa tarikan dan dorongan akan memunculkan perubahan-perubahan pada benda yang dikenai gaya. Perubahan oleh gaya dapat berupa benda diam menjadi bergerak, benda bergerak menjadi diam, wujud dan ukuran benda berubah atau berupa perubahan arah gerak benda.
Vektor dan Resultan Gaya
Gaya adalah besaran vektor, adalah besaran yang memiliki nilai dan arah. Karena memiliki arah, gaya digambarkan seperti anak panah. Besar gaya diungkapkan dengan panjang anak panah, arah gaya digambarkan dengan arah anak panah dan gaya dilambangkan dengan F. (Gambar 6.3(a)) Satuan gaya dalam SI adalah Newton ( N ), dalam sistem cgs satuan gaya adalah dyne (1 N = 100.000 dyne = 105 dyne).
Panjang dari petunjuk panah yang menampilkan besarnya gaya, misalkan ada gaya sebesar 2 newton yang digambarkan, lalu maka gaya yang sebesar 4 newton akan memiliki panjang dua kali lipatnya.
Pada suatu benda dapat bekerja bermacam gaya seperti gaya berat (w), gaya normal (N), gaya dorong (F) dan gaya pergesekan (f). Apabila arah kerja gaya berlainan maka pada benda hal yang demikian akan digambarkan seperti kelihatan arah gaya F berlawanan dengan f, dan w berlawanan dengan N. Beberapa itu menampilkan arah gaya hal yang demikian memiliki kerja yang saling berlawanan.
Apabila gaya yang bekerja pada suatu benda dalam satu garis kerja dapat diganti oleh sebuah gaya yang dinamakan resultan gaya. Besarnya resultan gaya sama dengan jumlah aljabar gaya-gaya hal yang demikian secara matematis ditulis:
FR =F 1 + F2 + F3 + ... +Fn
Untuk mempermudah perhitungan, berikan petunjuk positif ( + ) untuk gaya yang arahnya ke kanan atau ke atas dan petunjuk negatif ( - ) untuk gaya-gaya yang arahnya ke kiri atau ke bawah.
Apabila dua atau sebagian gaya memiliki arah yang sama maka resultan gaya akan kian besar dan petunjuk panah dari gaya akan kian panjang.
Apabila dua atau lebih gaya memiliki arah yang berlawanan maka resultan gaya akan mengecil dan arah gaya ditentukan oleh gaya yang lebih besar.
Berat dan Massa
Berat benda adalah gaya tarik bumi yang bekerja pada benda hal yang demikian. Jadi arah gaya berat senantiasa menuju pusat bumi. Berbeda dengan berat benda, massa benda adalah ukuran banyaknya zat yang terkandung dalam suatu benda. Dengan demikian, massa benda tak berubah dimanapun benda hal yang demikian berada. Pergesekan berat benda berubah-ubah, bertumpu pada dimana benda hal yang demikian berada. Perbandingan antara berat dengan massa pada suatu benda disebut dengan percepatan gravitasi. Dengan demikian secara matematis dapat dituliskan:
g=w/m
Dengan :
w = berat benda ( N )
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
maka berat dapat dirumuskan sebagai perkalian dari massa dan percepatan gravitasi.
w = m g
Catatan : Di permukaan bumi rata-rata percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s2, sedangkan di permukaan bulan rata-rata percepatan gravitasi sekitar seperenam dari percepatan gravitasi bumi, adalah sekitar 1,6 m/s^2.
Gaya Normal (N) adalah gaya sentuh pada benda yang berarah tegak lurus bidang sentuh. Jadi arah gaya normal akan senantiasa tegak lurus pada permukaan yang menopang. Untuk kasus seperti ini maka :
N = w atau N = m g
Gaya Ketika
Semakin kita mensupport atau menarik sebuah balok yang ada di atas meja tak licin, maka gaya dorongan hal yang demikian akan mendapat konfrontasi. Gaya yang melawan gaya dorong hal yang demikian dikenal dengan gaya pergesekan. Gaya pergesekan adalah gaya yang muncul akibat persentuhan segera antara dua permukaan benda dengan arah berlawanan kepada kecenderungan arah gerak benda. Besar gaya pergesekan bertumpu pada kekasaran permukaan sentuh. Apabila kasar suatu permukaan, kian besar gaya pergesekan yang muncul.
Gaya pergesekan membuat kita patut mengeluarkan daya lebih banyak untuk membuat benda bermigrasi. Gaya pergesekan pun dapat memunculkan panas yang berlebihan akibat pergesekan pada mesin mobil dan kopling sehingga mesin mobil pesat rusak. Gaya pergesekan antara ban mobil dengan jalan mengakibatkan ban mobil pesat aus dan tipis. Beberapa lain yang merugikan dari gaya pergesekan adalah akibat pergesekan antara angin dengan mobil dapat menghambat gerakan mobil.
Untuk menuntaskan hambatan yang dimunculkan pada benda oleh gaya pergesekan dapat dilaksanakan dengan sistem memperlicin permukaan. Memperlicin permukaan dapat dilaksanakan dengan memberi minyak pelumas atau mengampelas permukaan. Gaya pergesekan juga dapat diperkecil dengan memisahkan kedua permukaan yang bersentuhan dengan udara, semisal pada hovercraf adalah kapal laut yang komponen dasarnya berupa pelampung yang diisi udara. Beberapa lain yang dapat dilaksanakan adalah menaruh benda di atas roda-roda, sehingga benda lebih gampang bergerak.
Gaya pergesekan tak saja memunculkan kerugian tetapi juga memberi keuntungan, antara lain gaya pergesekan antara kaki kita dengan permukaan jalan memungkinkan kita dapat berjalan. Apabila jalur licin tanpa pergesekan kita akan tergelincir. Gaya pergesekan pada rem, semisal piringan rem diaplikasikan untuk memperlambat sepeda motor. Gaya pergesekan antara ban mobil yang dibuat bergerigi dengan permukaan jalan supaya tak slip (tergelincir) pada saat jalan licin, semisal karena hujan.
Berat dan Massa
Berat benda adalah gaya tarik bumi yang bekerja pada benda hal yang demikian. Jadi arah gaya berat senantiasa menuju pusat bumi. Berbeda dengan berat benda, massa benda adalah ukuran banyaknya zat yang terkandung dalam suatu benda. Dengan demikian, massa benda tak berubah dimanapun benda hal yang demikian berada. Pergesekan berat benda berubah-ubah, bertumpu pada dimana benda hal yang demikian berada. Perbandingan antara berat dengan massa pada suatu benda disebut dengan percepatan gravitasi. Dengan demikian secara matematis dapat dituliskan:
g=w/m
Dengan :
w = berat benda ( N )
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
maka berat dapat dirumuskan sebagai perkalian dari massa dan percepatan gravitasi.
w = m g
Catatan : Di permukaan bumi rata-rata percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s2, sedangkan di permukaan bulan rata-rata percepatan gravitasi sekitar seperenam dari percepatan gravitasi bumi, adalah sekitar 1,6 m/s^2.
Gaya Normal (N) adalah gaya sentuh pada benda yang berarah tegak lurus bidang sentuh. Jadi arah gaya normal akan senantiasa tegak lurus pada permukaan yang menopang. Untuk kasus seperti ini maka :
N = w atau N = m g
Gaya Ketika
Semakin kita mensupport atau menarik sebuah balok yang ada di atas meja tak licin, maka gaya dorongan hal yang demikian akan mendapat konfrontasi. Gaya yang melawan gaya dorong hal yang demikian dikenal dengan gaya pergesekan. Gaya pergesekan adalah gaya yang muncul akibat persentuhan segera antara dua permukaan benda dengan arah berlawanan kepada kecenderungan arah gerak benda. Besar gaya pergesekan bertumpu pada kekasaran permukaan sentuh. Apabila kasar suatu permukaan, kian besar gaya pergesekan yang muncul.
Gaya pergesekan membuat kita patut mengeluarkan daya lebih banyak untuk membuat benda bermigrasi. Gaya pergesekan pun dapat memunculkan panas yang berlebihan akibat pergesekan pada mesin mobil dan kopling sehingga mesin mobil pesat rusak. Gaya pergesekan antara ban mobil dengan jalan mengakibatkan ban mobil pesat aus dan tipis. Beberapa lain yang merugikan dari gaya pergesekan adalah akibat pergesekan antara angin dengan mobil dapat menghambat gerakan mobil.
Untuk menuntaskan hambatan yang dimunculkan pada benda oleh gaya pergesekan dapat dilaksanakan dengan sistem memperlicin permukaan. Memperlicin permukaan dapat dilaksanakan dengan memberi minyak pelumas atau mengampelas permukaan. Gaya pergesekan juga dapat diperkecil dengan memisahkan kedua permukaan yang bersentuhan dengan udara, semisal pada hovercraf adalah kapal laut yang komponen dasarnya berupa pelampung yang diisi udara. Beberapa lain yang dapat dilaksanakan adalah menaruh benda di atas roda-roda, sehingga benda lebih gampang bergerak.
Gaya pergesekan tak saja memunculkan kerugian tetapi juga memberi keuntungan, antara lain gaya pergesekan antara kaki kita dengan permukaan jalan memungkinkan kita dapat berjalan. Apabila jalur licin tanpa pergesekan kita akan tergelincir. Gaya pergesekan pada rem, semisal piringan rem diaplikasikan untuk memperlambat sepeda motor. Gaya pergesekan antara ban mobil yang dibuat bergerigi dengan permukaan jalan supaya tak slip (tergelincir) pada saat jalan licin, semisal karena hujan.
Belum ada Komentar untuk "Gaya, Energi dan Usaha : Vektor dan resultan gaya, gaya gesekan, serta berat dan masa"
Posting Komentar