Rumus Gaya: Pengertian, Jenis, Sifat, dan Contoh Soalnya

Rumus Gaya adalah – Ketika mempelajari ilmu fisika pastinya tidak asing dengan materi tentang gaya yang berkaitan dengan hukum newton. Rumus gaya berpedoman pada hukum Newton, khususnya hukum I Newton yang menyatakan bahwa tidak ada gaya yang bernilai nol (0). Hukum II Newton menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada suatu benda tidak sama dengan percepatan kali massa. Hukum III Newton menyatakan bahwa gaya total yang bekerja sama dengan gaya reaksi total.

Contoh nyatanya misal ketika seorang penjual bakso keliling mendorong gerobak agar bisa berjalan. Gerobak penjual bakso keliling merupakan interaksi antara tangan penjual bakso dengan gerobak yang didorong. Saat pembeli datang, penjual bakso menarik gerobak untuk menghentikan laju roda gerobaknya. Dorong dan tarik ini adalah suatu contoh penerapan gaya.

Nah, untuk lebih jelasnya agar sobat grameds lebih memahami tentang pengertian gaya serta rumusnya yang dapat kalian pelajari maka pada pembahasan kali ini kami telah merangkum berbagai informasi mengenai rumus gaya beserta pengertiannya yang dapat kalian simak.

Selanjutnya pembahasan mengenai rumus gaya dapat kalian simak di bawah ini!

Pengertian Gaya

Sebelum membahas lebih lanjut mengenai rumus gaya ada baiknya memahami terlebih dahulu mengenai pengertian dari gaya itu sendiri dalam ilmu fisika berikut ini.

Gaya dapat dipahami sebagai interaksi apapun yang dapat menyebabkan suatu benda terkena dampak gaya yang mengubah arah atau mengubah fisik.

Gaya akan menyebabkan suatu benda bergerak, berubah arah, atau bahkan berubah bentuk. Gaya itu sendiri memiliki satuan Newton (N). teori satuan Newton sendiri dipinjam dari fisikawan terkenal, Sir Isaac Newton.

Gaya dalam fisika adalah setiap interaksi yang dapat menyebabkan benda dengan massa bervariasi bergerak, terlepas dari arah atau geometri. Dengan kata lain, gaya dapat menyebabkan benda dengan massa tertentu mengubah kecepatannya. Perubahan kecepatan dapat terjadi dari keadaan diam sampai benda bergerak, keadaan benda menambah kecepatan (percepatan) atau lambat.

Gaya memiliki besar (magnitudo) dan arah, sehingga merupakan besaran vektor. Dalam sistem SI, gaya dilambangkan dengan huruf F dan satuan gaya adalah Newton (simbol N). Khusus untuk gaya gesek, simbol gaya dilambangkan dengan Fs atau Fk tergantung pada kondisinya. Penggunaan Fs untuk gaya statis dan Fk untuk gaya dinamis.

Hukum kedua Newton menyatakan bahwa gaya total yang bekerja pada suatu benda sama dengan kecepatannya ketika momentumnya berubah terhadap waktu. Jika massa benda tetap, hukum ini menyatakan bahwa percepatan benda sebanding dengan gaya yang bekerja pada benda dan searah dengan gaya, yang dinyatakan dengan persamaan berikut:

F = ma

Di mana F adalah Gaya, m adalah massa dan a adalah percepatan.

Konsep yang berkaitan dengan gaya meliputi: Resistansi (gaya hambat) adalah gaya yang terjadi untuk mengurangi kecepatan suatu benda. Selain itu, terdapat torsi yang dapat menyebabkan perubahan kecepatan putar suatu benda.

Dalam tubuh yang diregangkan, setiap bagian tubuh menerima gaya. Distribusi gaya terjadi di setiap bagian tubuh. Fenomena ini disebut distorsi. Tekanan adalah kendala sederhana. Ketegangan sering menyebabkan tekanan pada padatan serta aliran terjadi pada cairan.

Pengertian konsep gaya dapat dijelaskan dalam Hukum Gerak Isaac Newton. Ada tiga istilah hukum yang didefinisikan dalam karyanya. Karya tersebut adalah Principia Mathematica pada tahun 1687.

Menurut hukum pertama Newton, benda yang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan sepanjang garis lurus akan tetap dalam keadaan ini. Sampai suatu gaya diterapkan padanya. Hukum kedua menyatakan bahwa ketika gaya eksternal bekerja pada suatu benda, itu menghasilkan percepatan. Akselerasi atau perubahan kecepatan tubuh ke arah gaya. Besarnya percepatan akan sebanding dengan besarnya gaya eksternal. Dan akan berbanding terbalik dengan jumlah materi pada benda tersebut.

Hukum ketiga Newton menyatakan bahwa ketika suatu benda menerima gaya dari benda lain, kedua benda tersebut mengerahkan gaya. Gayanya sama dengan objek pertama. Prinsip aksi dan reaksi akan menjelaskan sesuatu. Jelaskan mengapa gaya cenderung berubah bentuk. Terlepas dari apakah gaya menyebabkan benda bergerak atau tidak.

Pengertian Rumus Gaya

Rumus gaya itu sendiri tidak terlepas dari hukum Newton I, II dan III. Semuanya saling terkait dan harus dipahami. Berikut adalah 3 teori hukum Newton dengan rumus gaya:

• Hukum newton I

Hukum I Newton tertulis, jika gaya (F) yang bekerja pada suatu benda adalah nol (0), maka benda yang mula-mula diam akan terus diam.

Jika suatu benda awalnya bergerak dalam garis lurus, ia juga akan terus bergerak dalam garis lurus. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa rumus hukum pertama Newton adalah F = 0 .

• Hukum Kedua Newton

Hukum kedua Newton berbunyi, jika perubahan kecepatan alias percepatan (a) suatu benda, akan berbanding lurus dengan besaran (hasil) gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa (m) benda tersebut. Rumus hukum kedua Newton adalah F = m.a dengan satuan gaya kg m/s.

• Hukum Ketiga Newton

Hukum ketiga Newton menyatakan bahwa untuk setiap tindakan ada reaksi. Jika suatu benda memberikan gaya pada benda lain, benda yang mengalami gaya tersebut akan mengerahkan gaya yang sama dengan gaya yang diterima oleh benda pertama dalam arah yang berlawanan.

Rumus hukum ketiga Newton adalah F aksi = – F reaksi.

Jenis-Jenis Gaya

Berikut adalah penjelasan dari berbagai jenis gaya yang tersedia:

• Gaya Normal

Gaya normal adalah gaya reaksi yang terjadi ketika sebuah benda diletakkan di atasnya. Posisi benda tegak lurus terhadap bidang. Besarnya gaya magis yang bekerja pada suatu benda ditentukan oleh besarnya gaya lainnya.

Gaya yang bekerja pada benda secara bersamaan. Misalnya, seperti buku yang tergeletak di atas permukaan. Permukaan kemudian akan memberikan gaya ke atas pada buku.

Tujuannya adalah untuk menghilangkan luka dari buku. Terkadang gaya normal bekerja secara horizontal antara dua benda yang bersentuhan. Misalnya, seseorang bersandar di dinding. Kemudian tembok itu akan mendorong orang ke arahnya. gaya dorong yang diberikan akan horizontal. Ini adalah contoh kekuatan normal.

• Gaya otot

Kekuatan otot adalah jenis atau tipe kekuatan yang dimiliki oleh makhluk hidup yang berotot. Kekuatan otot ini berasal dari koordinasi. Koordinasi ini terjadi antara struktur otot dan rangka tubuh.

Gaya otot termasuk dalam kategori kekuatan taktil. Misalnya, ketika seseorang mengangkat beban. Untuk dapat mengangkat beban, otot-otot tubuh akan bekerja sama. Inilah yang dapat membantu seseorang membongkar. Otot-otot tubuh akan berkoordinasi. Ini akan memungkinkan lengan bergerak sehingga beban saat ini terangkat.

• Gaya pegas

Gaya pegas adalah gaya yang dihasilkan oleh pegas. Pegas yang disebutkan di sini adalah pegangan dengan sifat elastis. Gaya pegas dapat terjadi karena gerakan pegas.

Seperti peregangan atau docking. Ini memungkinkan bentuknya untuk kembali ke keadaan semula setelah gaya terjadi. Misalnya seperti pemanah. Saat ingin menembak, seseorang akan mengeluarkan gaya tarik berbentuk. Panah pasti memanjang dan menonjolkan gaya.

• Gaya Gravitasi

Gravitasi adalah jenis gaya gravitasi. Gaya gravitasi ini akan menarik semua benda bermassa. Traksi akan mengarah ke permukaan.

Contoh paling sederhana adalah gravitasi di bumi. Tanpa gravitasi bumi, semua benda di bumi pasti akan melayang. Itu sama seperti di luar angkasa. Dengan demikian, bumi menarik semua benda yang ada sehingga benda-benda tersebut mengarah ke permukaan bumi.

• Gaya gesekan

Gesekan adalah serangkaian gaya yang timbul dari kontak. Induksi terjadi langsung antara dua permukaan benda. Gaya gesekan selalu berlawanan arah.

Arah gaya gesek akan berlawanan dengan arah gerak benda. Besar kecilnya gaya gesekan akan ditentukan oleh luas permukaan benda. Seperti halus atau kasarnya permukaan suatu benda.

Semakin halus permukaan suatu benda, semakin kecil gaya gesek yang muncul. Sebaliknya, semakin kasar permukaan suatu benda, semakin besar gaya gesek yang muncul. Gaya gesek juga terbagi menjadi dua yaitu gaya gesek dinamis dan gaya gesek statis.

• Gaya listrik

Gaya listrik adalah gaya yang dihasilkan oleh benda bermuatan listrik. Benda bermuatan ini akan menghasilkan medan listrik. Contohnya adalah kipas angin. Melalui arus listrik, kipas angin dapat menjadi energi gerak yang kemudian akan berputar.

• Gaya mesin

Gaya selanjutnya adalah gaya mesin. Gaya mesin adalah gaya yang dihasilkan oleh kerja mesin. Misalnya mesin sepeda motor, mobil atau alat elektronik. Di dalam benda-benda ini ada sebuah mesin.

Desain mesin dianggap sangat efektif dalam membebaskan tenaga manusia. Ini karena manusia tidak perlu menggunakan seluruh kekuatannya untuk menggunakannya. Berkat bantuan mesin, semuanya bisa bekerja dengan mudah.

• Gaya magnet

Jenis gaya lainnya adalah gaya magnet. Gaya magnet merupakan konsekuensi dari adanya gaya elektromagnetik. Salah satu dari empat gaya secara alami.

Gaya magnet disebabkan oleh muatan yang bergerak. Dua benda bermuatan bergerak ke arah yang sama. Kedua benda tersebut memiliki daya tarik magnet.

Demikian juga, benda bermuatan yang bergerak berlawanan arah akan memiliki gaya tolak menolak pada setiap benda. Besarnya gaya magnet antara dua benda tidak diketahui. Itu tergantung pada jarak antara dua objek. Arah gaya juga bergantung pada arah gerak relatif terhadap beban pada setiap kasus.

• Gaya tarik

Traksi adalah gaya berbeda yang disalurkan menggunakan tali, kawat atau kabel. Gaya akan muncul ketika benda-benda ini ditarik kencang. Traksi dicapai dengan gaya yang bekerja dari kedua ujung dan berlawanan arah. Ketegangan ini akan diarahkan sepanjang tali. Kemudian itu akan menggambar secara merata di atas objek. Benda yang dimaksud adalah benda di ujung kabel yang berlawanan arah.

• Gaya Hambatan udara

Hambatan udara ini adalah jenis gaya gesek khusus. Gaya ini akan bekerja pada benda saat mereka bergerak di udara. Hambatan udara sering diamati.

Tujuannya adalah untuk melawan gerakan suatu benda. Gaya ini juga dapat diamati pada benda bergerak. Namun, pergerakan terjadi dengan kecepatan tinggi. Contohnya termasuk pemain ski lereng, pengemudi kendaraan udara, atau benda dengan luas permukaan yang besar.

Sifat-Sifat Gaya

Berikut adalah beberapa sifat-sifat gaya. Diantaranya adalah sebagai berikut:

• Gaya dapat mengubah bentuk benda

Fitur ini adalah salah satu fitur gaya utama. Gaya dapat mengubah bentuk objek tertentu. Misalnya tanah liat. Melalui penataan, tanah liat bisa dibentuk. Ini adalah contoh sifat gaya yang mengubah bentuk suatu benda.

• Gaya dapat mengubah arah

Gaya tidak hanya dapat mengubah bentuk suatu benda, tetapi gaya juga dapat mengubah arah benda. Gaya dapat mengubah arah gerak benda. Sebuah benda yang sedang bergerak dapat diputar ke arah lain oleh sebuah gaya.

Contohnya adalah dalam permainan baseball. Saat seorang pitcher melempar bola ke arah batter, batter bisa mengubah arah bola. Berkat gaya lemparannya, seorang batter atau posisi pemukul dalam baseball bisa mengarahkan bola menjauh dari tempatnya dan menjauh dari dirinya sendiri.

• Gaya dapat mengubah benda diam menjadi gerak

Inti dari gaya yang terakhir ini adalah mampu mengubah sesuatu dalam gerak. Contohnya adalah hal-hal di sekitar kita. Seperti meja yang sunyi. Dengan gaya tarik atau dorong, meja dapat mengubah arah perjalanan.

• Gaya dapat mengubah benda bergerak menjadi benda diam

Sifat gaya kali ini kebalikan dari poin sebelumnya. Dengan paksa, benda bergerak bisa menjadi diam. Contohnya adalah permainan bisbol. Saat seseorang menangkap bola, bola yang semula bergerak akan berhenti. Ini adalah contoh sifat gaya yang dapat mengubah benda bergerak menjadi benda diam.

• Gaya yang dapat mengubah kecepatan gerak suatu benda

Sifat kelima dari gaya adalah dapat mengubah kecepatan benda yang bergerak. Dengan paksa, objek yang bergerak dapat diatur untuk membatasi kecepatannya. Bisa dibuat lebih lambat atau bahkan lebih cepat.

Misalnya seperti mengendarai mobil. Secara paksa, kendaraan bisa diatur kecepatannya. Mobil bisa melaju sangat cepat atau sangat lambat. Itu semua tergantung pada kekuatan pengemudi.

Contoh Soalnya

1) Diketahui gaya yang bekerja pada benda adalah 25 N dan massa benda adalah 5 kg. Seberapa cepat benda bergerak?

Sudah diketahui:

F=25N

m=5kg

Pertanyaan:

a = ?

Tanggapan:

Rumus gaya F = m.a

maka a = F/m

a = 25/5

a = 5m/s2

Jadi percepatan benda adalah 5 m/s2.

2) Sebuah gaya gabungan sebesar 35 N bekerja pada benda bermassa 5 kg. Seberapa cepat objek pengalaman?

Sudah diketahui:

ΣF = 35N

m=5kg

pertanyaan:

a =…?

Tanggapan:

a = F/m

a = 35/5

a = 7m/s2

Jadi percepatan yang diterima benda adalah 7 m/s2.

3) Ada dua gaya sejajar satu kiri dan satu kanan. Masing-masing memiliki gaya 8 N. Apa hasil dari kedua kekuatan tersebut?

ΣF = F2 – F1

= 8N – 8N

= 0N.

Kesimpulan

Sekian pembahasan singkat mengenai pengertian rumus gaya. Pembahasan kali ini tidak hanya membahas definisi dari rumus gaya saja namun juga membahas mengenai jenis, sifat, dan contoh soal dari rumus gaya itu sendiri.

Memahami rumus gaya memberi kita pengetahuan tentang adanya berbagai gaya di dunia yang dapat dipelajari dalam ilmu fisika yang ternyata memiliki manfaat dalam aktivitas sehari-hari manusia.

Demikian ulasan mengenai pengertian rumus gaya. Buat Grameds yang mau mempelajari semua hal tentang pengertian rumus gaya dan ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan ilmu fisika lainnya, kamu bisa mengunjungi Gramedia.com untuk mendapatkan buku-buku terkait.

Sebagai #SahabatTanpaBatas, Gramedia selalu memberikan produk terbaik, agar kamu memiliki informasi terbaik dan terbaru untuk kamu. Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca.

Penulis: Pandu Akram

Artikel terkait:

Pengertian Gaya: Sifat dan Macam-macamnya

10 Macam Gaya Renang Beserta Teknik dan Sejarah Singkatnya

Rumus Gaya Gesek: Pengertian, Jenis, Contoh Soal, dan Manfaatnya

Pengertian Gaya Magnet: Sifat, Manfaat, Dan Contohnya

Perbedaan Antara Gaya dan Gerak