Pengertian Gaya dan Jenis-jenis Gaya

A. PENGERTIAN GAYA

Pada pembahasan sebelumnya, kita telah mengenal istilah kinematika. Apa yang dimaksud kinematika? Kinematika adalah cabang mekanika yang mempelajari gerak benda tanpa memperhatikan penyebabnya. Pada pembahasan kali ini, kalian akan mempelajari gerak benda dengan memperhatikan penyebabnya. Hal inilah yang dimaksud dengan dinamika.

Apa itu gaya? Apa pengaruh gaya terhadap suatu benda? Bila melihat di lingkungan sekitar, saat benda kita beri gaya maka benda tersebut akan mengalami perpindahan, berubah bentuk, kecepatan benda juga berubah, berubah arah, dan lain-lain. Jadi, gaya adalah dorongan atau tarikan yang menyebabkan benda berpindah tempat, berubah bentuk, berubah ukuran, berubah kecepatan, atau berubah arahnya. Gaya merupakan besaran yang memiliki besar dan arah sehingga dapat disimpulkan bahwa gaya merupakan besaran vektor. Alat yang digunakan untuk mengukur gaya adalah neraca pegas.

B. JENIS-JENIS GAYA

1. Gaya Berat

Gaya berat ini biasa kita kenal sebagai gaya tarik bumi atau berat. Apa yang dimaksud dengan berat? Berat adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda, dan arahnya selalu menuju pusat bumi. Gaya berat disimbolkan dengan huruf w.Sedangkan penggambaran gaya berat pada berbagai benda dengan berbeda posisi dapat ditunjukkan gambar 2. Secara sistematis, gaya berat dirumuskan:

w = m.g

dengan:       w = gaya berat (N)

m = massa (kg)

                    g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

2. Gaya Normal

Gaya Normal merupakan proyeksi gaya kontak. Gaya kontak muncul jika adanya kontak atau hubungan antara benda dengan bidang sentuhnya. Misalnya, benda yang terletak di meja, penghapus ditekankan pada papan saat menghapus. Simbol dari gaya normal ini adalah N dan arah gaya ini selalu tegak lurus terhadap permukaan bidang sentuh benda berada.

3. Gaya Tegangan Tali

Gaya tegangan tali yang biasa disimbolkan T merupakan gaya tegang yang bekerja pada ujung-ujung tali karena tali tersebut tegang lurus. Bila berat tali diabaikan, maka gaya tegangan tali pada kedua ujung tali yang sama dianggap sama besarnya.

4. Gaya Gesek

Gaya gesek merupakan gaya yang muncul jika permukaan dua benda bersentuhan langsung secara fisik dan tergantung kondisi permukaan benda disebut gaya gesek. Arah gaya gesekan berlawanan dengan arah gerak benda. Coba kamu lakukan kegiatan berikut. Doronglah almari di atas lantai datar dengan arah dorongan sejajar almari. Ketika kamu melakukannya, apakah almari langsung bergerak? Ketika almari sudah bergerak, apakah kamu merasakan gaya dorong yang kamu berikan menjadi lebih kecil (terasa ringan)? Untuk menggerakkan benda dari keadaan diam diperlukan gaya minimum. Ketika gaya yang kamu berikan pada almari lebih kecil daripada gaya minimum, almari akan tetap diam. Akan tetapi, ketika gaya yang kamu kerahkan diperbesar, suatu saat almari tersebut dapat bergerak.

Hubungan antara gaya gesekan f_ges dan gaya F yang sejajar bidang pada sebuah benda ditunjukkan pada Gambar 6.  Grafik tersebut memperlihatkan bahwa saat benda belum diberi gaya atau F=0, gaya gesekan belum bekerja atau f_ges = 0. Ketika besar gaya F dinaikkan secara perlahan-lahan, benda tetap diam hingga dicapai keadaan di mana benda tepat akan bergerak. Pada keadaan ini, gaya gesekan selalu sama dengan gaya yang diberikan atau secara matematis  f_ges = F.

Gaya gesekan benda dibagi menjadi dua yaitu gaya gesek statis (f_K) dan gaya gesek kinetis (f_s)).

a. Gaya Gesekan Statis

Gaya gesek statis (f_s) adalah gaya gesekan yang bekerja saat benda diam. Besar gaya gesekan statis maksimum sebanding dengan gaya normal antara benda dan bidang. Konstanta kesebandingan antara besar gaya gesekan statis maksimum dan gaya normal disebut koefisien gesekan statis. Dengan demikian besarnya gaya gesekan statis dapat dirumuskan:

dengan:       μ_s = koefisien gesekan statis (harga μ_s berkisar antara 0 sampai 1)

                   N = gaya normal (N)

Perhatikan bahwa di atas hanya berlaku ketika benda tepat akan bergerak. Persamaan tersebut  juga menunjukkan bahwa selama gaya F yang diberikan pada benda lebih kecil daripada atau sama dengan gaya gesekan statis (F ≤ fs,maks), benda tetap dalam keadaan diam. Pada keadaan ini berlaku:

b. Gaya Gesekan Kinetis

Ketika gaya F yang diberikan lebih besar daripada besar gaya gesekan statis maksimum, F > fs,maks, benda akan bergerak. Pada keadaan bergerak ini, gaya gesekan yang bekerja disebut gaya gesekan kinetik. Gaya gesekan ini besarnya konstan dan memenuhi persamaan:

Persamaan di atas juga memperlihatkan bahwa gaya gesekan kinetic besarnya lebih kecil daripada gaya gesekan statis maksimum. Hal ini menunjukkan bahwa koefisien gesekan kinetik selalu lebih kecil daripada koefisien gesekan statis.

DAFTAR PUSTAKA

Nurachmawati, Setya. 2009. Fisika I (BSE). Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas.

Handayani, Sri. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X (BSE). Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas

Unardi dan Zaenab, S. 2013. Fisika SMA/MA Kelas X Kurikulum 2013. Bandung:Yrama Widya.