Jika mendalami ilmu fisika terutama di bagian konsep-konsepnya, sebut saja mengenai besaran dan satuan, prinsip tekanan udara, gaya tarik, gaya puntir, dll maka ilmu tersebut akan terus terbawa dan digunakan jika kita bekerja di bidang yang terkait dengan pengukuran, misalnya : laboratorium kalibrasi, kontraktor bangunan, supplier alat ukur, dll.
Nah kali ini kita akan membahas salah satu konsep dasar tersebut yaitu mengenai gaya, baik itu dari pengertian, jenisnya, dan lebih lanjut kita akan membahas mengenai gaya gravitasi serta contoh soal sehingga memudahkan pemahaman kita.
Daftar Isi
Pengertian Gaya
Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan yang dihasilkan dari interaksi dua benda atau lebih.
Contohnya : Gaya tarik atau dorong pada sebuah gerobak.
Nah tarikan dan dorongan diatas kita sebut sebagai gaya.
Secara garis besar, Ada 2 jenis gaya yaitu :
Gaya Sentuh
Sesuai dengan namanya, gaya ini akan timbul kalau ada sentuhan.
Contoh dari gaya sentuh :
- Gaya Dorong
Jika kita mendorong sesuatu tentu saja kita harus menyentuhnya baru kita bisa mendorong.
- Gaya Tarik
Contohnya : ketika sapi atau kerbau yang sedang menarik gerobak kearah depan.
- Gaya Gesek
Contohnya : pada korek api atau juga pada rem di kendaraan bermotor.
- Gaya Normal
Gaya normal adalah gaya reaksi ketika suatu benda ini diletakkan pada suatu bidang maka bidang tersebut akan mendorong kembali si benda tersebut dengan gaya sama sebagai gaya normal.
Gaya Tak Sentuh
Gaya yang dihasilkan sebuah benda tanpa harus bersentuhan.
Contoh dari gaya tak sentuh :
- Gaya Magnet
Mungkin sebagian dari kita pernah mengingat ketika masih kecil bermain dimana besi diletakkan diatas kertas kemudian dibawahnya kita gerak-gerakkan magnet dan besi tersebut juga ikut bergerak.
- Gaya Gesek Statis
Secara singkat gaya gesek statis adalah gesekan yang terjadi antara 2 buah benda padat, yang tidak bergerak secara relatif satu sama lainnya. Gaya ini terjadi pada saat suatu benda meluncur ke arah bawah pada bidang miring.
Oya, pemahaman terkait dengan gaya statis dengan listrik statis tentunya berbeda. Terkait dengan listrik statis sebelumnya pernah dibahas di dalam artikel : Pengertian Listrik Statis Berikut dengan Contohnya
- Gaya Gravitasi
Dimana gaya gravitasi ini arahnya selalu kebawah dan dia menarik kita ke bawah. Gaya gravitasi ini yang akan kita ulas secara lebih dalam di artikel ini.
Akibat Dari Gaya
Apa sih yang timbul dari adanya gaya disekitar kita?
Ternyata gaya ini bisa menyebabkan perubahan terhadap benda antara lain :
- Gaya Bisa Merubah Gerak Benda
Gaya bisa menghentikan benda yang bergerak, misalnya : pada mobil dengan adanya gaya gesek di remnya maka kita bisa menghentikan mobil tersebut.
Sebaliknya, gaya juga bisa menggerakkan benda yang diam, misalnya : gerobak diam ketika ditarik dan didorong maka akan menjadi bergerak.
- Gaya Bisa Mempercepat atau Memperlambat Gerak Benda
Misalnya : ketika pedal gas mobil kita injak, maka gaya akan mempercepat laju mobil tersebut, demikian juga ketika pedal rem mobil kita injak maka akan memperlambat laju mobil tersebut.
- Gaya Bisa Merubah Arah Gerak Benda
Misalkan : ada suatu benda kemudian secara tiba-tiba diberikan gaya dari arah yang berbeda, maka bisa saja benda itu bergerak pindah ke arah geraknya.
Contohnya : Pada permainan sepak bola ketika seorang menendang bola kemudian bola terkena kaki pemain lawannya maka arah gerak bola itu akan berubah.
- Gaya Bisa Merubah Bentuk Benda
Misalnya : gaya yang diaplikasikan pada gergaji pada saat memotong kayu, maka gergaji tersebut bisa merubah bentuk kayu sesuai dengan yang diinginkan.
Satuan Gaya
Bagaimana sih kita mengukur satuan gaya?
Gaya bisa diukur dengan menggunakan dinamometer atau biasa disebut sebagai neraca pegas.
Contohnya seperti gambar diatas, ketika suatu benda diikatkan maka neraca tersebut akan ditarik sehingga kita bisa mengukur seberapa gaya yang bekerja pada alat tersebut.
Satuan gaya adalah Newton atau Dyne
Apa beda kedua satuan diatas ?
Newton (N) adalah kg.m/s²
Dyne adalah g.cm/s²
Jadi yang membedakannya adalah satuan massa dan satuan panjangnya.
Konversi 1 N = 10∧5 dyne (10 pangkat 5)
Gaya Berat dan Gaya Gravitasi
Sebelum membahas mengenai gaya berat dan gravitasi, ada baiknya kita memahami perbedaan antara massa dan berat.
Karena ternyata seringkali kita menggunakan istilah ini secara kurang tepat
Contohnya : ketika menggunakan timbangan berat badan kita menyebut berat kita dengan satuan kg.
Ternyata pada fisika istilah yang tepat untuk hal diatas adalah massa.
Pada dunia kesehatan kita kenal juga istilah “Body Mass indeks” atau indek massa tubuh, bukan indeks berat tubuh.
Massa adalah banyaknya suatu materi yang ada pada suatu benda, satuannya adalah kg. Sedangkan berat adalah gaya yang bekerja pada benda tersebut karena pengaruh gravitasi dan memiliki satuan Newton.
Gaya ini diukur dengan menggunakan dinamometer.
Karena Berat adalah pengaruh gaya gravitasi pada suatu benda maka berat suatu benda bisa berubah-ubah tergantung tempat dimana berat tersebut diukur.
“Sebagai contoh gaya gravitasi ini bumi beragam antara 9,7639 m/s² s/d 9,8337 m/s²”
Jadi di tempat khatulistiwa atau di kutub Utara atau kutub selatan, berat suatu benda bisa berbeda tetapi massa akan selalu sama.
Dalam perhitungan kita akan selalu menggunakan 9,8 m/s² atau kita akan pakai 10 m/s² Kalau pada soal tidak dikasih tahu.
Rumus Berat adalah :
“w = m x g”
W = Berat dengan satuan Newton (kg.m/s²) atau Dyne (g.cm/s²)
m = Massa dengan satuan kg atau g
g = gaya gravitasi dengan satuan m/s² atau cm/s²
Untuk lebih memahami mengenai perbedaan massa dan berat tersebut diatas yuk kita pelajari dalam beberapa contoh dibawah ini :
Contoh Soal 1
Percepatan gravitasi pada planet Mars adalah 3,7 m/s². Dibandingkan dengan massa dan beratnya pada bumi, Seorang astronot pada planet Mars memiliki?
- a. Massa lebih kecil dan berat lebih kecil
- b. Massa lebih kecil dan berata lebih besar
- c. Massa sama dan berat lebih kecil
- d. Massa sama dan berat lebih besar
Dari pilihan diatas manakah yang benar?
Seperti yang sudah dijelaskan diatas, untuk massanya dimanapun baik itu di bumi atau di mars selalu sama.
Jadi untuk pilihan A dan B diatas sudah pasti salah, karena massanya berubah.
Selanjutnya kita tinggal mencari tahu, apakah beratnya lebih besar atau lebih kecil?
Pada soal diketahui, gaya gravitasi di Mars 3,7 m/s²
Sedangkan gravitasi di bumi 10 m/s²
Dengan menggunakan rumus untuk mencari berat “w = m x g”
Maka, Jika gravitasinya lebih kecil, maka beratnya lebih kecil.
Sehingga jawaban yang benar adalah C, yaitu massanya sama tetapi beratnya lebih kecil.
Contoh 2
Ada sebuah buku bermassa 500 gram diletakkan diatas meja.
Jika percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s² maka besar gaya berat dari buku tersebut adalah?
- a. 4.8 N
- b. 9.8 N
- c. 5.0 N
- d. 10 N
Untuk menghitung gaya berat tersebut, maka kita menggunakan rumus diatas, yaitu :
w = m x g
w = 0.5 kg x 9.8 m/s² = 4.9 N
Sehingga jawabannya adalah A.
Contoh 3
Pada planet Alpha Sebuah benda bermassa 6 kg mengalami gaya berat atau sebesar 24 Newton.
Berapakah percepatan gravitasi pada planet Alpha tersebut?
a. 4.0 m/s²
b. 9.8 m/s²
c. 6.0 m/s²
d. 96 m/s²
Untuk menjawab pertanyaan diatas, kita masih menggunakan rumus yang sama yaitu :
w = m x g
24 Newton = 6 Kg x g
Maka g = 4 m/s²
Sehingga jawabannya adalah A
Contoh 4
Percepatan gravitasi di bumi adalah 1/8 x percepatan gravitasi planet HD023.
Jika massa sebuah benda 1,5 Kg.
Berapa berat benda tersebut di bumi dan di planet HD023 (g = 10 m/s²)
Jawab :
Dalam contoh soal diatas, berarti ada 2 tempat yang mau kita bandingkan.
Tempat yang pertama adalah bumi
Tempat yang kedua adalah planet HD023
Massa di bumi 1,5 Kg
Massa di planet HD023 juga sama yaitu 1,5 Kg
Karena sekali lagi massa tidak pernah berubah.
Gaya gravitasi di bumi 10 m/s²
Sekarang kita mau cari tahu gravitasi di planet HD023
Seperti kita ketahui pada soal, dimana :
Gaya gravitasi bumi = 1/8 x percepatan gravitasi planet HD023
10 = gravitasi planet HD023 / 8
Gravitasi planet HD023 = 80 m/s²
Maka untuk mencari berat di bumi dan di planet HD023 kita tetap menggunakan rumus
w = m x g
Berat di bumi = 1.5 Kg x 10 m/s² = 15 Newton
Berat di planet HD023 = 1.5 x 80 m/s² = 120 Newton
Contoh 5
Jika berat astronot beserta perlengkapannya adalah 2000 N di bumi.
Berapakah massa dan berat pada planet M dimana gaya gravitasi planet M : gaya gravitasi bumi adalah 3 : 5?
Jawab :
w bumi = 2000 N
w planet = ?
Gravitasi M : Gravitasi Bumi : 3 : 5
gm/gb = 3/5
Nah karena kita tahu kalau berat ini itu tergantung dari gravitasi dan massa di mana saja selalu sama.
Maka kalau dibuatperbandingan maka
wb/wm = (m x gb)/(m x gm)
Karena massa dimanapun sama maka
wb/wm = gb/gm
wb/wm = 5/3
2000/wm = 5/3
wm = 6000/5 = 1200 Newton
Nah untuk mencari massanya terserah kita menggunakan yang di bumi atau di planet M karena seperti kita ketahui untuk massa dimanapun akan sama.
Pada contoh ini kita menggunakan perhitungan yang di bumi.
w = m x g
2000 = m x 10
m = 200 Kg
Tentunya massa tersebut sama baik di bumi maupun planet M
Nah dengan contoh-contoh diatas diharapkan kita memahami pengertian mengenai gaya gravitasi.
Semoga bermanfaat.
