Pengertian Gaya dalam Fisika
Ronaldo mendorong lemari, Andi mendorong kursi, dan Dilan mengerem sepeda motornya secara mendadak. Kegiatan yang baru saja disebutkan adalah contoh gaya yang sering kita temui sehari-hari. Lalu yang menjadi pertanyaan, apasih gaya itu?
Gaya (F) adalah tarikan atau dorongan yang menyebabkan benda dapat mengalami perubahan kondisi dari semula. Perubahan benda yang dikenai gaya bisa berupa perubahan bentuk, perubahan kecepatan, atau perubahan arah gerak.
Berdasarkan cara kerja gaya terhadap benda yang dikenainya, gaya dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:
- Gaya sentuh, yaitu gaya yang dalam bekerja bersentuhan dengan benda yang dikenainya. Contoh: gaya tegangan tali, gaya normal, gaya gesek, gaya pegas, gaya otot.
- Gaya tak sentuh, yaitu gaya yang dalam bekerja tidak bersentuhan dengan benda yang dikenainya. Contoh: gaya gravitasi (gaya berat), gaya magnet, gaya listrik.
Satuan internasional untuk gaya adalah newton (N), sedangkan satuan kecilnya adalah dyne (dyn).
- 1 Newton = 100000 dyne
- 1 Newton = 1 Joule/meter
- 1 Newton = 1 Watt/meter.detik
- 1 Newton = 1 kg.m/s²
- 1 dyne = 1 erg/cm
- 1 dyne = 1 gr.cm/s²
Gaya termasuk ke dalam besaran turunan, diturunkan dari besaran pokok massa (M), panjang (L) dan waktu (T). Gaya memiliki lambang dimensi MLT-2. Berdasarkan klasifikasi besaran yang memiliki nilai dan arahnya, gaya termasuk besaran vektor, yaitu besaran yang memilki nilai dan arah.
Menjumlah Gaya
Operasi penjumlahan gaya adalah memadukan dua gaya atau lebih yang bekerja pada satu benda. Menjumlah gaya-gaya ini dapat dikatakan sebagai usaha untuk mencari resultan gaya (R). Syarat yang harus diperhatikan dalam penjumlahan gaya, disamping nilai gaya, tetapi juga arahnya.
Dengan aturan sebagai berikut:
- Arah kekanan bernilai positive, arah kekiri bernilai negative.
- Arah keatas bernilai positive, arah kebawah bernilai negative.
- Arah kedepan bernilai positive, arah kebelakang bernilai negative.
Berikut adalah berbagai cara yang dapat dilakukan untuk menjumlahkan gaya:
1. Dua gaya atau lebih yang searah
Maka resulatan atau hasil penjumlahannya adalah jumlah dari nilai masing-masing gaya, dan arahnya sesuai dengan arah gaya.
Resultan gaya (R) = F1 + F2 + F3 = 20 N + 30 N + 50 N =100N
Arah: ke kanan.
Maka resultan/hasil penjumlahannya adalah jumlah dari nilai masing-masing gaya, dengan memperhatikan arah (positive jika ke kanan dan negative jika ke kiri), sedangkan arah resultan sesuai dengan hasil jumlahannya jika positive (+) berarti ke kanan dan negative (-) berarti ke kiri.
Resultan gaya (R) = -F1 + F2 + F3 = -30 N + 20 N + 30 N = 20 N
Arah: ke kanan.
3. Dua gaya yang membentuk sudut satu dengan yang lain
Maka resultan dapat dihitung menggunakan cara proyeksi vektor gaya ke arah vertikal dan horizontal. Caranya: proyeksikan gaya yang membentuk sudut ke sumbu x dan y. Kemudian, jumlahkan nilai masing-masing sumbu x dan y. Setelah itu, operasikan secara phytagoras, jumlah gaya pada sumbu x dan jumlah gaya pada sumbu y.
Setelah itu, menghitung resultan (R):
Menghitung arah gaya resultan:
Tan θ = FY/FX
= 7/22
= 0,31
= 17,22°
4. Gaya-gaya yang membentuk keseimbangan
adalah apabila jumlah gaya-gaya tersebut sama dengan nol. Hal ini bisa terjadi jika nilai gaya sama dan berlawanan arah. Benda dalam kondisi seimbang, jika benda dalam keadaan diam atau benda bergerak lurus dengan kecepatan tetap.
Untuk yang masih belum paham tentang penggunaan phytagoras untuk mencari vektor gaya, bisa dilihat pada gambar dan penjelasannya di bawah ini:
- Sin α = a/c → a = c sin α
- Cos α = b/c → b = c cos α
- Tan α = a/b → a = b tan α
- Costan α = b/a → b = a costan α
