Gaya : Pengertian, Sifat, Jenis, Rumus, Satuan

A. PENGERTIAN GAYA

Gaya adalah segala bentuk interaksi yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami perubahan gerak. Dinilai dari nilai dan arahnya, gaya merupakan besaran vektor fisika karena gaya memiliki nilai dan arah. Sedangkan dinilai dari jenisnya, gaya termasuk besaran turunan karena nilainya didapatkan bukan dari pengukuran langsung melainkan dengan menghubungkan dengan besaran-besaran pokok yang mempengaruhi. Satuan Internasional (SI) yang dipakai untuk gaya adalah Newton (N). Simbol yang digunakan untuk melambangkan gaya adalah F (huruf kapital). Alat ukur yang biasanya digunakan untuk mengukur gaya adalah dinamometer atau neraca pegas.  Dalam mempengaruhi benda, gaya dapat mengubah posisi benda tersebut, mengubah pergerakannya, ataupun mengubah bentuk benda. Untuk melakukan sebuah gaya diperlukan usaha, semakin besar gaya yang ingin dilakukan, maka semakin besar usaha yang harus dikeluarkan.

GAYA

B. SIFAT – SIFAT GAYA

• Gaya dapat mengubah posisi benda.
• Gaya dapat mengubah pergerakan benda baik berupa arah pergerakannya atau kecepatan geraknya.
• Gaya dapat mengubah bentuk benda.

B. BESARAN – BESARAN FISIKA YANG MEMPENGARUHI GAYA

1. Besaran Massa

Massa adalah besaran pokok dalam fisika yang menyatakan jumlah materi dalam suatu objek. Seperti yang kita ketahui, setiap objek disusun oleh atom-atom, nah massa adalah kombinasi dari jumlah, kerapatan, dan jenis atom dalam suatu objek. Satuan Internasional (SI) untuk besaran massa adalah kilogram (kg). Simbol yang digunakan untuk melambangkan massa adalah m (huruf kecil). Secara baku, definisi dari 1 kg adalah massa sebuah silinder platinum-iridium yang memiliki tinggi dan diameter 3,9 cm. Alat ukur yang sering digunakan untuk mengukur massa suatu objek adalah neraca (timbangan).

Dalam penggunaannya massa dan berat sering disamakan, padahal keduanya berbeda. Berat adalah gaya yang dialami suatu benda karena pengaruh gaya tarik bumi (gaya gravitasi bumi). Jadi berat benda dapat berubah-ubah sesuai dengan gaya gravitasi yang mempengaruhinya, sedangkan massa sifatnya selalu tetap. Berat suatu benda yang ada di bumi berbeda dengan berat benda tersebut ketika dibawa ke planet lain, sedangkan massanya tetap.

2. Percepatan Atau Perlambatan

Percepatan adalah paerubahan kecepatan yang terjadi kepada benda tersebut, baik karena pengaruh gaya yang bekerja pada benda ataupun karena keadaan benda. Satuan Internasional untuk kecepatan adalah m/s² . Simbol yang digunakan untuk melambangkan percepatan adalah “a”. Jika perubahan kecepatannya negatif (kecepatan benda menurun) maka disebut dengan perlambatan (a = -), sedangkan jika perubahan kecepatan positif (kecepatannya meningkat) maka disebut dengan percepatan (a = +).

C. KLASIFIKASI MACAM – MACAM JENIS GAYA

1. Berdasarkan Cara Kerjanya

a. Gaya Sentuh

Gaya Sentuh adalah gaya yang terjadi pada benda ketika benda tersebut bersentuhan langsung dengan sumber gaya. Artinya jika tidak ada sentuhan, maka gaya ini tidak akan terjadi. Kelompok gaya yang termasuk gaya sentuh antara lain adalah gaya otot, gaya pegas, dan gaya gesek.

b. Gaya Tak Sentuh

Gaya tak sentuh adalah gaya yang terjadi pada benda tanpa harus melalui persentuhan langsung antara benda tersebut dengan sumber gaya. Contohnya adalah gaya gravitasi, gaya magnet dan gaya listrik.

2. Berdasarkan Penyebabnya

a. Gaya Gesek

Gaya gesek adalah gaya yang timbul karena dua benda bersentuhan satu sama lain. Gaya gesek yang terjadi pada benda arahnya akan selalu berlawanan dengan arah gerak benda tersebut. Gaya gesek akan membuat terjadinya perlambatan (perubahan kecepatan) pada benda. Terdapat dua jenis gaya gesek, yaitu :

• Gaya gesek statis, merupakan gaya gesekan yang terjadi pada benda dalam keadaan diam, jika gaya tarikan atau dorongan yang diberikan kepada benda nilainya lebih kecil dari gaya gesek statis, maka benda tersebut akan tetap diam, sedangkan jika nilai gaya tarikkan atau dorongan yang diberikan nilainya lebih besar dari gaya gesek statis, maka benda tersebut akan bergerak. Misalnya anda mencoba menarik sebuah batu yang sangat besar, awalnya anda menarik sendirian, tetapi tidak mampu membuat batu tersebut bergerak, kemudian ketika anda meminta seorang teman untuk membantu, batu tersebut berhasil bergerak. Nah ketika anda melakukannya sendirian, gaya yang tarikan yang anda berikan lebih kecil dari gaya gesek statis batu sehingga batu tersebut tidak bergerak, kemudian setelah dibantu seorang teman, gaya tarikan menjadi lebih besar dari gaya gesek statis batu, sehingga batu tersebut bergerak.
• Gaya Gesek kinetis, merupakan gaya gesekan yang terjadi ketika benda dalam keadaan bergerak. Ketika terjadi gaya gesek kinetis, maka kecepatan benda akan menurun, sehingga disebut terjadinya perlambatan. Salah satu pemanfaatan gaya gesek kinetis adalah sistem rem pada kendaraan bermotor.

b. Gaya Pegas

Gaya pegas adalah gaya yang bekerja karena adanya sifat elastis benda, gaya pegas juga sering disebut dengan gaya lenting pulih karena ditimbulkan oleh benda elastis (lentur) yang mengalami rapatan dan renggangan ketika digunakan. Contoh benda yang memiliki gaya pegas adalah busur panah, karet, ketapel, dll.

c. Gaya Magnet

Gaya magnet adalah gaya dasar yang terjadi karena gerakan muatan listrik pada benda yang kita sebut dengan magnet. Gaya ini dapat berupa tarikan atau dorongan yang dapat menarik atau mendorong benda-benda sekitar yang memiliki sifat magnet. Benda yang mampu dipengaruhi oleh gaya magnet disebut benda magnetis, contohnya adalah besi dan baja.

d. Gaya Gravitasi

Gaya gravitasi adalah gaya tarik menarik antara semua partikel bermassa di seluruh alam semesta. Besar gaya gravitasi yang dimiliki oleh benda dapat berbeda-beda. Contohnya bumi dengan massa yang sangat besar mempunyai gaya gravitasi yang juga sangat besar sehingga benda-benda di sekitarnya dapat tertarik ke bumi.

e. Gaya Listrik

Gaya listrik adalah gaya yang dialami oleh objek bermuatan yang berada dalam medan listrik. Medan listrik itu sendiri merupakan efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik (elektron, proton, neutron) terhadap ruangan di sekitarnya. Gaya listrik juga sering disebut dengan gaya coulomb. Contoh pemanfaatan gaya listrik adalah kipas angin yang akan bergerak ketika dihubungkan dengan sumber listrik.

f. Gaya Otot

Gaya otot adalah jenis gaya yang terjadi kerena aktivitas makhluk hidup yang memiliki otot. Gaya otot timbul karena adanya koordinasi dari berbagai struktur otot yang menyusun rangka tubuh manusia. Contohnya adalah pergerakan tangan saat menulis timbul karena gaya otot dari kordinasi otot-otot tangan dan jari kita.

D. PERSAMAAN, RUMUS DAN SATUAN GAYA

Persamaan atau rumus dari gaya terangkum dalam tiga rumusan dasar yang disebut dengan Hukum Newton 1, 2 dan 3.

1. Hukum Newton 1

Bunyi Hukum Newton 1 adalah :

Jika gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol, maka benda yang semula diam akan tetap diam dan benda yang semula bergerak beraturan akan tetap bergerak beraturan.

2. Hukum Newton 2

Bunyi Hukum Newton 2 :

Percepatan (Perubahan Kecepatan) gerak dari suatu benda selalu berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja pada benda dan selalu berbanding terbalik dengan massa benda.

3. Hukum Newton 3

Bunyi Hukum Newton 3 :
Setiap aksi akan menimbulkan reaksi.

Artinya jika suatu benda mengerjakan gaya terhadap benda kedua, maka benda kedua akan membalas gaya tersebut dengan arah yang berlawanan.

Berdasarkan ketiga hukum dasar tersebut, maka persamaan, rumus dan satuan gaya adalah sebagai berikut :

RUMUS GAYA