GAYA DAN PERCEPATAN

KOMPETENSI DASAR

Mendiskripsikan bentuk energi dan usaha serta perubahan dan penerapannya dalam peristiwa sehari-hari

INDIKATOR:

1. Mengamati dan melakukan percobaan untuk memahami pengertian gaya.
2. Menunjukkan jenis - jenis gaya
3. Melukiskan penjumlahan gaya dan selisih gaya-gaya segaris baik yang searah maupun berlawanan.
4. Melukiskan resultan gaya yang searah dan segaris.
5. Melukiskan resultan gaya yang berlawanan arah dan segaris
6. Membedakan besar gaya gesekan pada berbagai permukaan yang berbeda kekasarannya yaitu pada permukaan benda yang licin, agak kasar, dan licin
7. Menunjukkan beberapa contoh adanya gaya gesekan yang menguntungkan dan gaya gesekan yang merugikan
8. Mendemonstrasikan hukum I, II dan III Newton secara sederhana dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

Gaya 
Perhatikan percakapan di bawah ini!

Tentunya dalam keseharian kalian sudah mengenal gaya baik itu di sekolah dasar atau gaya dalam keseharian, namun gaya dalam pelajaran kali ini berbeda dengan pengertian gaya pernyataan menarimu sangat bagus sekali.

Pengertian Gaya 
Jika kita naik bis dengan berdiri kita harus berpegangan dengan tujuan agar badan kita tidak terpental ke depan jika bis direm mendadak. Apa yang menyebabkan badan kita terpental ke depan ketika bis direm mendadak.

Ketika kita menarik atau mendorong benda maka kita dikatakan melakukan gaya terhadap benda. Jadi, gaya adalah besaran fisika berupa tarikan atau dorongan. Gaya termasuk besaran vektor karena selain memiliki nilai juga memiliki arah.

Gaya dan Alat ukurnya 

Gaya merupakan sesuatu yang dapat berupa tarikan atau dorongan yang mengakibatkan perubahan gerak benda atau bentuk benda. Alat yang digunakan untuk mengukur gaya adalah dinamometer. Satuan dari gaya adalah newton untuk menghargai orang yang berjasa di dalam konsep ini yaitu Sirr Isac Newton. dari gaya adalah Newton untuk menghargai orang yang berjasa di dalam konsep ini yaitu Sirr Isac Newton. ALat yang digunakaan untuk mengukur gaya adalah dinamometer.

Jenis – jenis Gaya
Kalian di SD sudah pernah belajar tentang gaya tentunya. Gaya ada berbagai jenis antara lain :

1. Gaya otot
2. Gaya mesin
3. Gaya gesek
4. Gaya gravitasi
5. Gaya listrik
6. Gaya magnet

Gaya Sentuh dan Gaya tak sentuh

Gaya dapat kita bedakan menjadi dua, yaitu gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
Gaya Sentuh Seseorang yang sedang mengangkat barbel berarti memberikan gaya pada barbel. Orang tersebut memberikan gaya dengan kontak langsung dengan barbel. Gaya inilah yang dikenal dengan gaya sentuh. Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja pada benda akibat adanya sentuhan. Contoh gaya sentuh antara lain gaya otot dan gaya gesek.
Gaya Tak Sentuh contohnya jika sebatang magnet dapat menarik besi dengan mudah tanpa perlu disentuhkan pada besi. Gaya yang dimiliki magnet merupakan contoh gaya tak sentuh. Jadi gaya tak sentuh adalah gaya yang bekerja pada benda tanpa adanya sentuhan. Contoh gaya tak sentuh antara lain gaya gravitasi bumi dan gaya listrik.

Pengaruh Gaya pada Benda

Pengaruh gaya pada benda ada beberapa macam antara lain sebagai berikut ini :

1. benda berubah arah geraknya
2. bergerak menjadi diam dan sebaliknya
3. berubah kedudukannya
4. berubah kecepatan
5. berubah kecepatan

 Menggambar gaya

Contoh gaya yang besarnya 50 ke kanan daat di gambarkan sebagai berikut ini !

Gambar cara menggambar gaya

Arti dari gambargaya tersebut adalah sebagai berikut ini :

                                                                       gambar arti gambar gaya
Resultan gaya searah
Resultan dua gaya atau lebih yang searah dan segaris dirumuskan sebagai berikut.

gambar gaya searah

rumusan matematis dari gaya searah adalah sebagai berikut ini :

Keterangan:
R : resultan gaya (N)
n : banyaknya gaya searah Dengan demikian, dua buah gaya atau lebih yang segaris dan searah dapat diganti dengan sebuah gaya lain yang besarnya sama dengan jumlah gaya-gaya tersebut

Resultan Gaya-gaya yang Berlawanan Arah

gambar orang yang sedang tarik tambang

Lomba tarik tambang memper- dengan selisih kedua gaya tersebut dan arahnya sama dengan lihatkan resultan gaya-gaya yang berlawanan arah arah gaya yang besar.

gambar gaya yang berlawanan arah

secara matematis dapat dirumuskan:

Gaya Gesek
Gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan oleh persentuhanantarapermukaan dua benda yang bergesekan dengan arah berlawanan dengan kecendrungan arah gerak benda.

Gambar gaya gesek

Arah gaya gesek selalu berlawanan denganarahbenda
Gaya gesekan statis adalah gaya gesekan yang bekerja pada benda dalam keadaan diam
Gaya gesekan kinetis adalah gaya gesekan yang bekerja pada benda dalam keadaan bergerak

Perbedaan massa dan berat
Perhatikan percakapan di bawah ini!

Kilogram merupakan satuan dari massa dan bukan satuan berat. Dengan demikian, kita mengetahui bahwa berat yang dikatakan oleh si penjual sebenarnya adalah massa. Nah dalam fisika massa berbeda dengan berat.
Massa suatu benda merupakan banyaknya partikel yang terdapat dalam benda. Massa benda bersifat tetap, artinya tidak dipengaruhi oleh gravitasi. Sedangkan berat benda menyatakan besarnya gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut. Karena berat merupakan sebuah gaya maka berat benda dapat diukur dengan menggunakan neraca pegas.
Perbedaan gaya dan berat dapat dituliskan seabgai berikut ini :

tabel perbedaan masa dan berat

Hubungan berat dan massa
Hubungan antara masa dan berat benda jika di buat grafik di dapatkan hasil berikut ini :

Dari grafik di atas maka antara gaya berat dan massa secara matematis dinyatakan sebagai berikut ini :
w = m x g
w = gayaberatsaguuanya Newton ( N )
m= massabendasatuannyakilogram ( kg )
g = percepatangravitasisatuanya (m/s2 )

Hukum Newton 1

Hukum I Newton yang berbunyi:
“Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam dan benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan.”
Untuk mengetahui demontrasi hukum newton 1, ini merupakan videonya yang diambil dari Youtube

 sumber : Youtube 2011

Contoh yang lain
silahkan klik di sini 
Secara matematis dinyatakan sebagi berikut ini :

Gambar benda jatuh karena sifat lembam

Hukum Newton I juga dapat dinyatakan bila sebuah benda dalam keadaan diam maka benda itu akan tetap diam dan jika bergerak dengan kecepatan tetap akan terus bergerak dengan kecepatan tetap contohnya sebagai berikut :

gambar percobaan hukum Newton 1

ketika kita naik mobil tiba-tiba direm, maka badan cenderung ke depan
Ketika kita nenarik kertas dengan cepat maka uang diatas kertas seperti gambar disamping akan tetap ditempatnya

gambar benda jatuh karena sifat lembam

Untuk melihat animasii hukum Newton 1, ini merupakan contoh animasinya orang yang berada di mobil
silahkan klik di sini 

Hukum 2 Newton
Apabila resultan yang bekerja pada sebuah benda tidak sama dengan nol maka benda tersbut akan bergerak dengan sebuah percepatan.

Besarnya percepatan suatu benda sebanding dengan resultan gayanya. Semakin besar resultan gaya yang bekerja pada suatu benda, percepatannya akan semakin besar. Apabila percepatan disimbolkan dengan a dan resultan gaya disimbolkan dengan ∑F, dapat dituliskan

Untuk resultan gaya tetap yang bekerja pada suatu benda dengan massa semakin besar, semakin kecil percepatan yang terjadi. Apabila massa kelembaman benda disimbolkan dengan m, diperoleh hubungan percepatan dan massa sebagai berikut.

Percepatan dihasilkan oleh suatu resultan yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Secara matematis hukum II Newton dirumuskan

Rumusan gayaPercepatan dihasilkan olehsuaturesultan yang bekerjapadasuatubenda berbandinglurusdenganresultangaya, searahdenganresultangayadanberbandingterbalikdenganmassabenda. Secaramatematishukum II Newton dirumuskan :

atau bisa juga ditulisakan sebagai berikut ini :

F = Gaya satuuanya Newton ( N )
m= massabendasatuannyakilogram ( kg )
a = percepatansatuanya (m/s2 )


Hukum III Newton

Jika benda A gaya pada benda B( gaya aksi ), maka benda B juga akan memberikan gaya pada benda A ( gaya reaksi ). Kedua gaya tersebut mempunyai besar yang sama tetapi mempunyai arah yang berlawanan. Kedua gaya aksi dan reaksi tersebut bekerja pada benda yang berbeda. Pernyataan hukum III Newton dalam persamaan dinyatakan sebagai berikut : F aksi = - F reaksi
contoh penerapan hukum Newton III adalah ketika kita sedang meluncurkan roket air maka roket air dapat meluncur ke atas karena ada gaya dorong air ke bawah. contoh lain adalah ketika kita sedang berenang ketika kita ingin bergerak maju ke depan maka kita mengayunkan tangan ke belakang.

gambar gaya aksi dan reaksi

Untuk melihat video hukum Newton III,ini merupakan contoh video peluncurran roket air

sumber : Youtube
Roket air merupakan contoh penerpakan Hukum Newton III yaitu hukum aksi-reaksi dimana ada gaya dorong air ke bawah maka akan terdorong roket ke atas. seperti terlihat dalam video di atas
Nah jika kita ingin membuat rokel air menggunakan bekas botol aqua maka Untuk melihat video hukum Newton III,ini merupakan contoh video peluncurran roket air silahkan klik di sini 

Sejarah singkat Newton

Sir Isaac Newton adalah ahli fisika, matematika, astronomi, kimia dan ahli filsafat yang lahir di Inggris. Isaac Newton menyadari bahwa matematika adalah cara untuk menjelaskan hukum-hukum alam seperti gravitasi, dan membuat beberapa rumus untuk menghitung 'pergerakan benda' dan 'gravitasi bumi'. Gravitasi adalah kekuatan yang membuat suatu benda selalu bergerak jatuh ke bawah. Dengan tiga prinsip dasar dari hukum pergerakan, Newton dapat menjelaskan dan membuktikan bahwa planet beredar mengelilingi matahari dalam orbit yang berbentuk oval dan tidak bulat penuh. Kemudian Newton menggunakan tiga prinsip dasar pergerakan yang sekarang di kenal sebagai Hukum Newton untuk menjelaskan bagaimana benda bergerak.

Saat ini banyak kisah yang menceritakan bahwa Newton mendapatkan rumus tentang teori gravitasi dan sebuah apel yang jatuh dari pohon. Di kisahkan bahwa suatu hari Newton duduk dan belajar di bawah pohon apel dan saat itu sebuah apel jatuh dari pohon tersebut. Dengan mengamati apel yang jatuh, Newton mengambil kesimpulan bahwa ada sesuatu kekuatan yang menarik apel tersebut jatuh kebawah, dan kekuatan itu yang kita kenal sekarang dengan nama gravitasi.

Sumber reverensi dan dan gambar selain dari koleksi pribadi adalah :

• Wasis,dkk IPA Untuk SMP/MTs Kelas VIII BSE,Jakarta, Pusbuk
• Rinie Pratiwi P,dkk CTL IPA Untuk SMP/MTs Kelas VIII BSE,Jakarta, Pusbuk
• Syaiful Karim ,dkk Belajar IPA Untuk SMP/MTs Kelas VIII BSE,Jakarta, Pusbuk
• H. Moch. Agus Krisno,dkk IPA Untuk SMP/MTs Kelas VIII BSE,Jakarta, Pusbuk
• http://www.youtube.com/user/kucingfisika/
• http://www.e-dukasi.net/
• http://guru-ipa-pati.blogspot.com/2011/08/blog-post.html
• Kanginan, Martheen. 2002. Sains Fisika 2A untuk SMP Kelas VIII. Jakarta : Erlangga
  Purwanto, Budi. 2007. Sains Fisika 2 : Konsep dan Penerapannya untuk kelas VIII SMP dan MTs. Solo : Tiga Serangkai
  http://www.e-dukasi.net