Pengertian Gaya Adalah - Ciri , Jenis-Jenis, Rumus gaya dan Contoh Soal Menggunakan Rumus Gaya

Table of Contents

Dalam ilmu fisika, pengertian gaya adalah salah satu besaran fisika yang berkaitan dengan kesetimbangan dan gerak benda. Gaya termasuk kuantitas vektor yang dilambangkan dengan simbol F atau force. Satuan SI yang digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton atau N.

Gaya memiliki besaran (magnitude) dan arah dan termasuk salah satu besaran vektor yang dapat dihitung. Secara sederhana, gaya dapat diartikan sebagai dorongan atau tarikan yang dilakukan pada suatu objek yang memiliki massa.Adanya gaya dapat menyebabkan objek yang dikenai gaya akan mengalami perubahan bentuk, posisi, kecepatan, panjang, volume, atau berubah arah. Kuat lemahnya gaya yang diberikan tentu turut mempengaruhi kuantitas perubahan objek yang terjadi.

Baca Juga: Sedimentasi Laut Adalah - Proses, Jenis-Jenis, Faktor-Faktor Penyebab Terjadinya Sedimentasi dan Dampaknya

Pengertian Gaya

Dalam fisika, gaya merujuk pada interaksi antara dua objek yang menyebabkan perubahan kecepatan, arah, atau bentuk objek tersebut. Gaya dapat didefinisikan sebagai pengaruh yang diterapkan pada suatu objek yang dapat menyebabkan perubahan dalam keadaan gerak atau ketegangan.

Beberapa hal penting tentang gaya adalah:

1. Kekuatan: Gaya adalah suatu jenis kekuatan yang diterapkan pada suatu objek. Kekuatan ini bisa berupa gaya dorong, gaya tarik, atau kombinasi dari keduanya.

2. Vektor: Gaya memiliki arah dan besaran yang dinyatakan sebagai vektor. Ini berarti gaya memiliki magnitude (besaran atau ukuran) dan arah yang dapat diidentifikasi.

3. Hukum Newton: Gaya dinyatakan dalam hukum-hukum gerak Newton. Hukum pertama menyatakan bahwa benda akan tetap dalam keadaan diam atau gerak lurus beraturan kecuali jika gaya yang tidak seimbang diterapkan padanya. Hukum kedua menyatakan bahwa percepatan suatu benda sebanding dengan gaya total yang diterapkan padanya dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut. Hukum ketiga menyatakan bahwa setiap gaya aksi memiliki reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah.

4. Satuan: Satuan SI (Sistem Internasional) untuk gaya adalah newton (N).

Gaya dapat muncul dari berbagai sumber, seperti gravitasi, interaksi elektromagnetik, atau kontak langsung antara objek. Gaya memiliki peran penting dalam menjelaskan berbagai fenomena fisika, termasuk gerak benda, deformasi materi, dan interaksi antara objek dalam berbagai situasi.

 

 

Berikut akan dijelaskan pengertian dan definisi gaya, baik menurut KBBI atau penjelasan secara umum.

• Definisi Gaya Menurut KBBI

Pengertian gaya menurut KBBI (Kamus Besar Bahasa Indonesia) adalah dorongan atau tarikan yang akan menggerakkan benda bebas (tak terikat). Gaya juga bisa diartikan sebagai besaran yang mempunyai besar dan arah tertentu.

• Definisi Gaya Secara Umum

Pengertian gaya secara umum adalah interaksi apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi geometris.

Sebuah gaya dapat menyebabkan sebuah objek dengan massa tertentu untuk mengubah kecepatannya atau berakselerasi atau untuk terdeformasi lewat proses tertentu.

Gaya termasuk dalam besaran vektor yang dapat diukur. Gaya disimbolkan dengan simbol F. Sedangkan satuan internasional yang digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton, disimbolkan N.

Ciri Ciri Gaya

• Kekuatan dapat mengubah posisi benda.
• Kekuatan dapat mengubah gerakan benda baik ke arah gerakan atau dalam kecepatan gerakan.
• Gaya dapat mengubah bentuk benda.

Jenis-Jenis Gaya

Gaya tidak hanya berupa dorongan dan tarikan. Pembagian jenisnya sangat beragam tergantung proses terjadinya gaya ataupun benda yang menjadi perantaranya. Berikut jenis-jenis gaya :

• Gaya Otot.
  Gaya ini terjadi pada organisme biotik yang memiliki jaringan otot. Misalnya, proses pencernaan makanan dalam perut terjadi karena otot-otot pada usus mencerna makanan hingga halus.

• Gaya Magnet.
  Gaya ini terjadi pada benda logam seperti besi atau baja terhadap magnet ataupun antar kutub magnet yang berbeda.

• Gaya Gesek.
  Gaya ini terjadi akibat sentuhan benda satu dengan benda lainnya. Gaya gesek bisa menimbulkan perlambatan pergerakan.
  
  Misalnya, saat di jalan raya yang berlubang dan berbatu, mobil tidak bisa berjalan cepat karena permukaan jalan yang kasar.

• Gaya Mesin.
  Gaya mesin diakibatkan kinerja suatu mesin, misalnya mesin motor membuat motor dapat melaju kencang.

• Gaya Listrik.
  Muatan listrik dapat menggerakan suatu benda, contohnya pada kipas angin.

• Gaya Pegas.
  Gaya pegas dihasilkan oleh benda pegas. Gaya ini terjadi karena ada tegangan dan regangan pada pegas.
  
  Misalnya, saat duduk di sofa kita sering merasakan gaya dorongan ketas dikarenakan sofa didalamnya tersusun atas struktur pegas.

• Gaya Gravitasi.
  Gaya yang dihasilkan bumi yang menarik benda bermassa. Contohnya, buah jatuh dari pohon.

Rumus gaya

Gaya memiliki tiga rumus dasar untuk menjelaskan gerak benda. Tiga rumus tersebut, yaitu:

• Hukum Newton 1

Hukum pertama Newton tentang gerak menyatakan bahwa“sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan tetap akan terus bergerak dengan kecepatan tersebut kecuali ada gaya resultan bekerja pada benda itu. Jika sebuah benda dalam keadaan diam, benda tersebut tetap diam kecuali ada gaya resultan yang bekerja pada benda itu.”Hukum I Newton juga menggambarkan sifat benda yangselalu mempertahankan keadaan diam atau keadaanbergeraknya yang dinamakan inersia atau kelembaman. Oleh karena itu, Hukum I Newton dikenal juga dengan sebutan Hukum Kelembaman.
Jika penjumlahan atau pengurangan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, benda yang semula diam tetap diam.

Serta benda yang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan.

Sehingga rumus hukum Newton 1 adalah

∑F = 0

Keterangan:

∑F = resultan gaya (kilogram m/s2)

• Hukum Newton 2

Percepatan atau perubahan dari kecepatan gerak benda selalu berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda dan selalu berbanding terbalik dengan massa benda.

Hukum Newton 2 dapat dihitung dengan rumus:

∑F = m.a

Keterangan:

∑F = resultan gaya (kilogram m/s2)
m = massa benda (kilogram)
a = percepatan (m/s2)

• Hukum Newton 3

Jika suatu benda memberikan gaya terhadap benda kedua, maka benda kedua akan membalas gaya dari benda pertama dengan arah berlawanan.

Rumus Hukum Newton 3 adalah

∑Faksi = -∑Freaksi

Alat Pengukur Gaya

• Dinamometer

Secara ilmu fisika, ketika kita memberikan gaya pada suatu benda, kemudian benda tersebut berpindah dari tempat semula, itulah yang disebut usaha. Namun, jika tidak ada perpindahan benda, maka bisa disimpulkan jika gaya yang dikeluarkan tidak menghasilkan usaha. Misal, gaya yang dikeluarkan saat mendorong tembok.

Pada dasarnya, dinamometer merupakan alat ukur gaya yang dikeluarkan oleh suatu benda. Jika gaya yang dikeluarkan menghasilkan perpindahan (s), maka kejadian tersebut disebut sebagai usaha. Jadi, dinamometer dapat juga digunakan sebagai salah satu alat ukur usaha.

Besar usaha yang dihasilkan bisa diketahui melalui rumus berikut ini.

W = F.s

Keterangan:

• W : Usaha (Joule)
• F : Gaya (N)
• s : Jarak (m)

Dinamometer sebagai Alat Pengukur Daya

Daya dalam ilmu fisika diartikan sebagai ukuran kecepatan melakukan kerja, yaitu jumlah energi yang dihabiskan per satuan waktu. Mengukur daya, diperlukan nilai perubahan posisi benda dan waktu yang spesifik saat perubahan muncul.
Mengukur dapat dilakukan menggunakan rumus berikut.
P = W/t
Keterangan:

• P : Daya (Joule/watt)
• W : Usaha (Joule)
• t   : Waktu (s)

Berdasarkan rumus tersebut, dinamometer bisa kita gunakan sebagai salah satu alat pengukur daya, yaitu untuk menentukan nilai usaha (W).

Contoh Soal Menggunakan Rumus Gaya

Soal dan pembahasan 1

Sebuah kotak bermassa diletakkan diatas bidang datar yang licin. Kemudian, seorang anak ingin mendorongnya dengan gaya sebesar 10 N. Namun, ada seorang anak lain yang mendorong kotak dengan arah yang berlawanan. Akibatnya, kotak menjadi tidak bergerak. Kondisi ini digambarkan pada skema berikut. Selanjutnya, berapakah gaya yang diberikan oleh anak lain tersebut ?

Penyelesaian

Diketahui:
F₁ = 10 N (positif)
F₂ = ? N (berlawanan, negatif)

Benda menjadi diam, artinya benda yang diam akan tetap diam kecuali ada resultan gaya yang tidak nol bekerja pada benda itu. Dapat dikatakan resultan gaya yang terjadi adalah nol terjadi hukumn newton 1.

Perhatikan perhitungan di bawah ini. Sehingga diperoleh F₂ = -10, negatif artinya gaya yang berlawanan.

Soal dan pembahasan 2

Perhatikan ilustrasi resultan gaya berikut!

Jika permukaan lantai dasar kotak licin, tentukan gaya yang pada anak 2?

Penyelesaian

Diketahui
F₁ = 10 N (positif)
a = 2 m/s²
m = 100 Kg
F₂ = ? N (searah, positif)
Kejadian diatas mengacu hukum newton II sehingga..

Soal dan pembahasan 3

Seorang polisi ingin mendobrak pintu kayu untuk menyelamatakn seoarang bayi yang terperangkap. Saat mendorong pintu, gaya aksi yang dilakukan polisi sebesar 100 N. Berapakah gaya reaksi dari pintu terhadap polisi ?

Penyelesaian:
Menurut hukum newton III, pintu akan melawan reaksi yang sama, yakni sebesar 100 N.

Soal dan pembahasan 4

Seorang pemuda sedang memindahkan mesin dengan massa 25 Kg. Dia menarik mesin dengan gaya sebesar 50 N. Berapakah percepatan yang dihasilkan ?
Penyelesaian
m = 25 Kg
F₁ = 50 N

Soal dan pembahasan 5

Tentukan persamaan resultan gaya yang berkerja pada gambar berikut.

Penyelesaian:

Gaya F₁ dan F₂ searah, dan berlawanan dengan F₃. Jika kita misalkan bahwa arah ke kiri bertanda positif (berlawanan artinya negatif) dan resultan gaya dapat dirumuskan:
F₃ – F₁ – F₂= F₃ – ( F₁ +F₂ )
Dengan demikian, menurut hukum newton 2, dirumuskan
F₃ – ( F₁ +F₂ ) = m.a

Baca Juga: Siklus Krebs Adalah - Pengertian, Fungsi, Tahapan, Proses dan Hasil Secara Lengkap

Penelusuran yang terkait dengan Gaya Adalah

• satuan gaya adalah
• gaya fisika
• jenis-jenis gaya
• rumus gaya
• alat untuk mengukur gaya adalah
• apa yang dimaksud dengan gaya
• sifat-sifat gaya
• contoh soal gaya