A.
Pengertian
Gaya
Gaya
dapat diartikan sebagai dorongan, tarikan, atau kekuatan lain yang menyebabkan
suatu benda itu bergerak. Dalam kehidupan sehari hari, kita banyak melakukan
gerak dan mengeluarkan gaya. Misalnya, seorang tukang bakso yang mendorong
gerobak hingga bergerak dan berpindah tempat, atau pada saat bermain ketapel
untuk melontarkan batu, bahkan saat kita menjatuhkan benda, pasti benda
tersebut akan jatuh ke bawah. Seorang yang mendorong meja, meja yang tadinya
diam sekarang bisa bergerak. Meja bisa bergerak karena orang memberikan sesuatu
kekuatan melalui dorongan, kekuatan itulah yang kita namakan sebagai gaya. Gaya
adalah dorongan atau tarikan yang dapat menyebabkan benda bergerak.
Jadi bila kita menarik atau mendorong benda hingga benda itu bergerak maka kita
telah memberikan gaya terhadap benda tersebut.
B.
Pengaruh
Gaya terhadap Gerak Benda
Pengaruh
gaya terhadap suatu gerak benda dimanfaatkan dalam berbagai peralatan, misalnya
: pegas, ketapel, panah, jungkat-jungkit, dan sebagainya. Ketapel dibuat atas
dasar gaya pegas. Apabila kita menarik karet pelontar maka benda dalam kantong pelontar akan
terlempar ole gaya pegas yang diberikan kepadanya. Makin panjang karet ketapel
ditarik makin besar gaya yang terjadi dan makin jauh pula benda yang terlempar.
Peralatan
lain yang memanfaatkan gaya pegas adalah panah. Panah teriri dari busur dan
anak panah. Saat ditarik, tali busur
tarikan dilepaskan, anak panah akan melesat. Proses melesatnya anak panah sama
dengan proses terlontarnya batu dari bantalan ketapel. Hal ini menunjukkan
bahwa gaya pegas dapat mengakibatkan benda bergerak. Besarnya gaya tarik pada
karet dan tali busur mempengaruhi kecepatan gerak benda. Makin besar gaya
tarik, makin cepat batu dan anak panah bergerak. Dengan demikian jarak yang
ditempuh juga akan semakin jauh. Gaya dapat mempengaruhi benda. Berikut
pengaruh gaya terhadap benda :
1. Benda
diam menjadi bergerak. Contohnya mobil mogok yang kemudian didorong.
2. Benda
bergerak menjadi diam. Contohnya pada mobil yang melaju kemudian direm.
3. Benda
bergerak berubah kecepatannya. Contohnya pada sepeda yang dikayuh kencang atau
sedikit direm.
4. Benda
bergerak dan berubah arahnya. Contohnya pada bola kasti yang dilempar kemudian
dipukul.
5. Benda
berubah bentuk. Contohnya pada pembuatan asbak dan pembuatan bata merah.
C.
Faktor-faktor
yang Mempengaruhi Gerak Benda
Besar
kecilnya gaya yang bekerja pada suatu benda dipengaruhi oleh kekuatan gaya itu
sendiri. Pada saat kita memberikan gaya otot untuk merentangkan ketapel, maka
akan semakin jauh lemparan batu pada ketapel tersebut. Seorang pembalap sepeda
akan mengeluarkan gaya otot semaksimal mungkin untuk dapat menggerakkan sepeda
menjadi lebih cepat. Jika kita melempar benda ke atas, maka kecepatan jatuh
benda tersebut akan lebih cepat mendekati bumi karena pengaruh gaya gravitasi
bumi. Semakin jauh dari bumi, maka gaya gravitasi semakin berkurang dan
sebaliknya jika lebih dekat ke bumi gaya gravitasi semakin besar.
Pernahkah
kalian mendorong meja di atas lantai keramik ? Bandingkan jika kalian mendorong
meja di atas tanah atau jalan aspal. Tentunya kalian akan merasa lebih mudah
mendorong di atas lantaikeramik. Hal ini menunjukkan semakin halus permukaan
semakin kecil gaya geseknya dan sebaliknya semakin kasar permukaan, maka gaya geseknya semakin besar. Jadi, gaya gesek
dipengaruhi oleh faktor kehalusan dan kekasaran permukaan benda. Besarnya gaya
mempengaruhi gerak benda. Makin besar gaya yang diberikan pada benda, maka
semakin cepat benda bergerak dan makin kecil gaya yang diberikan, maka makin
lambat benda bergerak.
Pembuktian bahwa gaya mempengaruhi
gerak benda dapat kita lakukan melalui model jungkat-jungkit, katapel, dan
traktor pegas.
1.
Jungkat-jungkit
Jungkat-jungkit adalah sebuah
permainan di mana papan panjang dan sempit berporos di tengah, sehingga di saat
salah satu ujungnya bergerak naik maka ujung yang lain bergerak
turun. Jungkat-jungkit mempunyai tiga bagian penting yaitu titik tumpu,
kuasa, dan beban. Titik tumpu terletak di bagian tengah. Bagian tengah tersebut berada
di antara beban dan kuasa. Beban terletak di ujung papan pengungkit. Beban
dapat berupa benda atau orang yang akan diangkat. Adapun kuasa ialah gaya
yang diperlukan untuk mengangkat beban. Gaya ini terletak di ujung yang
berlawanan dengan beban. Gerak jungkat-jungkit dipengaruhi oleh:
a.
Berat
beban,
b.
Berat
kuasa,
c.
Jarak
beban ke titik tumpu, dan
d.
Jarak
kuasa ke titik tumpu.
Jungkat-jungkit akan imbang jika
besarnya gaya pada kedua sisinya (beban dan kuasa) sama besar. Jadi agar
seimbang, jungkat-jungkit tersebut diberikan tekanan dengan kekuatan yang sama.
Apabila beban dan kuasa memiliki tekanan yang berbeda, misal beban memiliki
tekanan yang lebih besar. Untuk membuat jungkat-jungkit dalam keadaan imbang
dapat dilakukan dengan menggeser kedudukan kuasa menjauhi titik tumpu.
Sebaliknya jika kuasa memiliki tekanan lebih besar, agar jungkat-jungkit dalam
keadaan imbang dapat dilakukan dengan menggeser kedudukan beban menjauhi titik
tumpu.
Benda mempunyai berat karena
pengaruh gaya gravitasi bumi. Dengan demikian, berat juga termasuk
gaya. Besar beban dan kuasa pada jungkat-jungkit ditentukan oleh berat
benda pada beban dan kuasa. Jungkat-jungkit memiliki
kelebihan. Jungkat-jungkit dapat mengangkat beban menggunakan gaya (kuasa)
yang lebih kecil dari berat beban. Penambahan jarak kuasa ke titik tumpu
dapat memperkecil gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban.
Dengan ungkapan lain, jungkat-jungkit dapat memperbesar gaya yang
dilakukan pada kuasa.
Katapel dapat digunakan untuk
melontarkan batu. Sebuah katapel biasanya terbuat dari kayu dengan dua karet
yang diikatkan kekedua sisinya. Menggunakan katapel juga sangat mudah tinggal
isi dan pasang kerikil tarik dan lepas, semakin kuat dalam menarik maka akan
semakin jauh kerikil ini akan terlontar. Perlu diperhatikan juga walaupun mudah
memakainya kalau kurang hati-hati bisa melukai jempol tangan.
Katapel dibuat dengan memanfaatkan
sifat karet yang lentur. Saat menarik karet pentil, berarti kita
memberikan gaya pada karet pentil. Akibatnya, karet pentil menjadi
kencang. Jauhnya rentangan karet ketapel menunjukkan bahwa gaya yang kita
berikan juga semakin besar. Hal tersebut dapat kita rasakan dari semakin
kuatnya tegangan karet pada tangan kita. Agar kerikil dapat terlontar
jauh, kita harus memberikan gaya yang besar. Gaya yang besar dapat timbul jika
kita menarik ketapel kuat-kuat. Gaya tarik yang diperlukan akan semakin
besar jika benda yang ditarik juga semakin besar. Sehingga dikatakan gaya tarik
yang diperlukan sebanding dengan berat benda.
Setelah tarikan dilepas (gaya
dihilangkan), karet pentil kembali ke keadaan semula. Saat itu,
karet pentil mempunyai gaya yang lebih besar dari gaya tarik. Gaya inilah
yang menyebabkan batu kerikil terlontar dari bantalannya. Semakin jauh
kita menarik karet pentil, semakin besar gaya yang kita berikan. Ini
berarti semakin besar pula gaya yang dilakukan karet pentil pada batu.
Akibatnya, batu akan terlontar semakin jauh. Gaya yang ditimbulkan karet
katapel adalah gaya pegas. Disebut gaya pegas karena sifat karet seperti
sifat pegas. Karet dan pegas mempunyai sifat yang sama, yaitu bersifat
elastis (lentur).
Selain katapel, peralatan lain yang
memanfaatkan gaya pegas adalah busur panah. Saat ditarik, tali busur
mendapatkan sebuah gaya. Ketika tarikan dilepaskan, anak panah akan
melesat. Proses melesatnya anak panah sama dengan proses terlontarnya
batu dari bantalan katapel. Semakin kencang kita menarik tali busur, maka
semakin semakin besar dorongan terhadap anak panah. Sehingga anak panah melesat
lebih cepat, dan terlontar semakin jauh. Hal ini menunjukkan bahwa
gaya pegas dapat mengakibatkan benda bergerak. Besarnya gaya
tarik pada karet dan tali busur memengaruhi kecepatan
gerak benda. Semakin besar gaya tarik, semakin cepat batu
dan anak panah bergerak. Dengan demikian, jarak yang
ditempuh juga semakin jauh.
3.
Traktor Pegas
Seperti katapel dan busur panah,
traktor pegas juga bekerja menggunakan gaya pegas. Traktor pegas bergerak
karena adanya gaya pegas. Traktor dapat bergerak karena ada gaya pada
karet. Saat roda diputar ke arah belakang, karet akan tergulung pada bilah
bambu. Akibatnya, karet menjadi kencang. Saat traktor dilepaskan,
gulungan karet juga terlepas. Traktor bergerak maju bersamaan dengan
terlepasnya gulungan karet. Gaya yang bekerja pada traktor adalah gaya
pegas. Oleh sebab itu, traktor tersebut biasa disebut traktor pegas. Gaya
pegas yang bekerja pada traktor dapat menyebabkan traktor bergerak maju.
Traktor pun dapat berpindah dari tempatnya semula. Semakin lama kalian
menggulung karet, semakin besar gaya pegasnya, semakin jauh pula traktor
berjalan. Prinsip kerja traktor pegas juga berlaku pada mobil-mobilan
pegas. Mobil-mobilan tersebut ditarik mundur kemudian dilepaskan sehingga
bergerak maju.
D.
Alat-alat
yang Berhubungan dengan Gaya dan Gerak
Katapel dapat digunakan untuk
melontarkan batu. Sebuah katapel biasanya terbuat dari kayu dengan dua karet
yang diikatkan kekedua sisinya. Menggunakan katapel juga sangat mudah tinggal
isi dan pasang kerikil tarik dan lepas, semakin kuat dalam menarik maka akan
semakin jauh kerikil ini akan terlontar. Prinsip kerja ketapel menggunakan gaya
pegas. Ketapel bisa melontarkan batu dengan jauh atau dekat tergantung gaya
yang diberikan untuk menariknya. Selain ketapel masih banyak lagi alat-alat
yang berhubungan dengan gaya dan gerak, antara lain pengerek bendera, sepeda,
mesin jahit dan timba air.
1. Alat
Pengerek Bendera
Alat pengerek bendera
digunakan untuk mempermudah mengangkat beban. Gaya tarikan menyebabkan bendera
dapat bergerak ke atas.
Sepeda digerakkan dengan
cara dikayuh pedalnya. Gaya dorongan pada pedal menyebabkan roda berputar ke
depan. Roda berputar menyebabkan sepeda dapat bergerak.
3. Mesin
Jahit
Mesin jahit digerakkan
dengan menginjak papan kayuh. Gaya dorongan pada papan kayuh menyebabkan roda mesin
jahit berputar. Putaran roda mesin jahit menyebabkan jarum bergerak naik turun.
Gerigi di bawah jarum juga bergerak sehingga menghasilkan jahitan.
4. Timba
Air
Alat timba air
digunakan untuk mempermudah mengangkat beban yaitu dengan menggunakan katrol. Ember
timba diturunkan ke dalam air. Setelah ember terisi penuh air, tali timba
ditarik. Gaya tarikan tersebut menyebabkan ember terangkat ke atas. Prinsip
kerja alat timba air sama dengan prinsip kerja yang digunakan untuk mengerek
bendera.
Hubungan
antara gaya dan gerak dapat dimanfaatkan untuk alat-alat dalam kehidupan
sehari-hari. Gerakan yang diakibatkan suatu gaya dapat dimanfaatkan untuk
benda-benda yang berguna bagi kehidupan manusia.