senin 21 Februari 2022
B. GAYA
1. Pengertian gaya
Didefinisikan sebagai suatu tarikan atau suatu dorongan yang dikerahkann sebuah benda terhadap benda lain.
Pengaruh gaya pada benda antara lain sebagai berikut:
Ø Menyebabkan perubahan kecepatan gerak benda.
Ø Menyebabkan benda diam menjadi bergerak dan sebaliknya.
Ø Mengubah arah gerak benda.
Ø Mengubah bentuk suatu benda.
2. Sifat-Sifat Gaya
Ø Gaya dapat mengubah arah gerak benda
Ø Gaya dapat mengubah bentuk benda
Ø Gaya dapat mengubah posisi benda dengan cara menggerakkan atau memindahkannya
3. Macam-Macam Gaya
1) Berdasarkan Sentuhannya dengan benda, gaya dibagi menjadi 2, yaitu :
a. Gaya Sentuh : gaya yang bekerja dengan sentuhan
b. Gaya Tak Sentuh : suatu gaya yang akan bekerja tanpa terjadinya sentuhan.
2) Jenis Gaya
Secara Umum dikenal 7 Jenis Gaya utama, yakni :
a. Gaya Otot : gaya yang dilakukan oleh makhluk hidup yang mempunyai otot.
b. Gaya Pegas : jenis gaya yang dihasilkan oleh sebuah pegas
c. Gaya Gesek : Gaya Gesek yaitu jenis gaya yang muncul karena terjadinya persentuhan langsung antara dua permukaan benda.
Gaya Gesek terbagi menjadi 2, yaitu sebagai berikut :
ØGaya Gesek Statis,
yakni jenis gaya gesek yang terjadi ketika benda diam.
Ø Gaya Gesek Kinetik,
yakni jenis gaya gesek yang terjadi ketika benda dalam keadaan bergerak.
d. Gaya Mesin : Gaya Mesin yaitu jenis gaya yang dihasilkan oleh kerja mesin, seiring berkembangnya teknologi, mesin yang dibuatpun semakin canggih.
e. Gaya Gravitasi Bumi (Gaya Berat) : Gaya Gravitasi Bumi yaitu jenis Gaya tarik bumi terhadap seluruh benda bermassa yang terdapat pada permukaannya..
f. Gaya Magnet : Gaya Magnet yaitu gaya pada magnet yang mampu menarik benda – benda tertentu.
g. Gaya Listrik : Gaya Listrik yaitu jenis gaya yang dihasilkan oleh benda – benda bermuatan listrik dalam medan listrik.
4. Rumus Hukum Gaya
Pada tahun 1687, Sir Isaac Newton, ilmuwan Fisika berkebangsaan Inggris, berhasil menemukan hubungan antaragaya dan gerak. Dari hasil pengamatan dan eksperimennya,Newton merumuskan tiga hukum mengenai gaya dan gerakyang dikenal dengan Hukum I Newton, Hukum II Newton, danHukum III Newton.
1) Hukum 1 Newton
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 keadaan bergeraknya yang dinamakan inersia/kelembaman.
Contoh: Kita terdorong ke depan ketika bus tiba- tiba direm atau terdorong ke belakang ketika bus bergerak maju secara mendadak.
∑F = 0
2) Hukum 2 Newton
Newton merumuskan Hukum II Newton sebagai berikut: “Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya dan berbanding terbalik massa benda.”
∑F = m . a
Keterangan:
F = resultan gaya (Newton).
m = massa benda (kg).
a = percepatan benda (Newton/kg).
3) Hukum 3 Newton
Hukum 3 Newton menyatakan bahwa: “Jika kamu memberikan gaya pada suatu benda (gaya aksi), kamu akan mendapatkan gaya yang sama besar, tetapi arahnya berlawanan (gaya reaksi) dengan gaya yang kamuberikan.”
F aksi = – F reaksi
Gaya aksi dan reaksi tersebut memiliki besar yang sama,tetapi berlawanan arah dan bekerja pada dua benda yangberbeda.
Contoh: penyelam dapat berenang di dalam laut karena kaki dan tangan penyelam mendorong air ke belakang (gaya aksi) sehingga badan penyelam terdorong ke depan sebagai gaya reaksi.
Contoh Soal
1. Seorang anak mendorong benda dengan gaya 80 N sehingga benda tersebut
bergerak dengan kecepatan tertentu. Bila massa benda tersebut 8 kg, hitunglah percepatan benda tersebut?
Diketahui:
F=80N
m = 8 kg
ditanyakan: a = ?
jawab:
a=F/m
a=80N/8kg
a = 10 m/s2
Jadi percepatan benda tersebut adalah 10 m/s2
2. Perhatikan Gambar Di Bawah Ini!
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..
C. TEKANAN
Tekanan merupakan suatu ukuran yang terdiri dari besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda untuk setiap satu satuan luas permukaan bidang tekan. Tekanan dapat dinotasikan sebagai simbolp (pressure). Satuan tekanan yang lain adalah pascal (Pa) dan bar.
1. Tekanan pada Zat Padat
Tekanan pada suatu zat padat dapat dinyatakan sebagai gaya per satuan luas penampang. Secara matematis, tekanan dapat dinyatakan sebagai berikut.
dimana : p = tekanan (N/m2)
F = gaya (N)
A = luas bidang tekan (m2)
Contoh soal
Sebuah truk mempunyaii delapan roda berisi 2,5 ton muatan dan akan melintasi jembatan. luas permukaan bidang sentuh roda dengan permukaan jalan seluruhnya adalah 400 cm2. Berapakah tekanan yang dialami setiap ban?
Penyelesaian:
Diketahui: m = 2,5 ton = 2500 kg
A = 400 cm2 = 4 x 10″2 m2
g = 10 m/s2 Ditanyakan: p =….?
p = f/a =m.g/A
= 2500×10 0,04
= 625.000 N/m2
Tekanan seluruh ban adalah 625.000 N/m2 atau 625.000 Pa. Dengan demikian, tekanan setiap ban adalah: I/8 x p = 1/8 x 625000 = 78.125 Pa.
2. Tekanan pada Zat Cair ( Hidrostatis)
Tekanan pada zat cair sering disebut juga dengan tekanan hidrostatis. Tekanan hidrostatis ini tergantung pada suatu tingkatan kedalaman dan berat jenis pada zat cair. Tekanan pada zat cair mengarah ke segala arah. Rumus tekanan hidrostatis sebagai berikut.
dengan:
P = tekanan hidrostatis zat cair (pascal atau N/m2)
p = massa jenis (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman dari permukaan (m)
Contoh Soal
Seorang anak menyelam di kedalaman 100 m di bawah permukaan air. Jika massa jenis air adalah 1.000 kg/m3 dan percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s2 maka berapakah tekanan hidrostatis yang dialami anak tersebut? Penyelesaian:
Diketahui: h = 100 m p = 1000 k g/m3
g = 9,8 m/s2
Ditanyakan: ph -….?
Jawab: = 1000 . 9,8 . 100 = 9,8 x 105 N/m2
3. Tekanan pada Zat Gas
Gas-gas yang ada di dalam ruangan yang tertutup akan mengeluarkan udar dan menekan ke segala arah dengan sama besar. Tekanan gas pada ruang tertutup bisa diukur dengan menggunakan 2 alat yang berbeda yang masing-masing namanya seperti manometer terbuka dan manometer tertutup. Tekanan gas dalam ruang terbuka dapat diukur dengan menggunakan barometer.
Manomemeter terbuka ini terdiri dari tabung pipa kapiler yang bentuknya seperti huruf U yang terhubung dengan tabung gas. Besar tekanan udara yang terbaca pada suatu sisi pipa yang terbuka sama dengan tekanan gas dalam suatu tabung. Perhatikan diagram manometer terbuka berikut ini.
4. Hukum Pascal
Hukum Pascal adalah hukum yang menerangkan tentang suatu sifat tekanan pada zat cair. Hukum Pascal menyatakan bahwa:
“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar.”
dengan:
F1 = gaya pada penampang A1(N)
F2 = gaya pada penampang A2(N)
A1= luas penampang 1 (m2)
A2 = luas penampang 2 (m2)
Peralatan yang menggunakan prinsip hukum Pascal, antara lain seperti rem hidrolik, pompa hidrolik, dan dongkrak hidrolik.
Contoh Soal
Sebuah beban akan diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Massa beban 64 ton diletakkan di atas penampang A seluas 0,5 m2. Berapakah gaya yang harus diberikan
pada penampang B (luasnya 11/88 kali penampang A) agar beban dapat terangkat?
Penyelesaian:
Diketahui: A1= 0,5 m2
A2= 1/8 A1
g = 10 m/s2
Fi = w = m . g = 64000 kg x 10 = 640.000 N Ditanyakan: F2 = ….?
Jawab:
640000/A1 = F2/1/8 A1
F2 = 1/8 x 640000 = 80.000 N
5. Hukum Bejana Berhubungan
Dalam suatu Hukum bejana berhubungan menyatakan bahwa:
“apabila bejana berhubungan diisi dengan zat cair yang sama, maka pada keadaan kesetimbangan permukaan zat cair dalam bejana berada dalam satu bidang datar.” Hukum ini tidak berlaku pada suatu bejana yang berisi kan cairan tak sejenis dan pipa kapiler. Secara matematis, hukum bejana berhubungan dirumuskan sebagai berikut.
P, = P2
P1. g.h1=p2.g.h2
dengan:
p1 = tekanan zat cair 1 (Nnr2) p2 = massa jenis zat cair 2 (kgnr3)
p2 = tekanan zat cair 2 (Nnr2) h1= tinggi permukaan zat cair 1 (m)
P1 = massa jenis zat cair 1 (kgnr3) h2 = tinggi permukaan zat cair 2 (m)
Contoh Soal
Ke dalam kaki 1 pipa U dimasukkan cairan setinggi 32 cm dan ke dalam kaki 2 dimasukkan raksa dengan massa jenis 13,6 gr/cm3. Ketinggian bidang batas adalah 1,4 cm. Berapakah massa jenis cairan tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
32 cm
h2 = 1,4 cm p2 = 13,6 gr/cm3
Ditanyakan: p1 = ….?
Jawab: pt . g . h1 = p2g.h2
p1.10. 32 = 13,6 . 10 .1,4 pl
= 0,595 gr/cm3
6. Hukum Archimedes
Hukum Archimedes hanya berlaku pada zat yang dinamakan fluida. Zat yang termasuk dalam fluida adalah zat cair dan gas. “Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya itu sebanding dengan berat zat cair yang dipindahkan.”
Dalam hukum Archimedes ternyata bisa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari kita antara lain sebagai berikut.
a. Hidrometer, yaitu alat untuk mengukur massa jenis relatif zat cair terhadap air.
b. Jembatan ponton, yakni jembatan yang menggunakan drum-drum kosong berisi udara.
c. Kapal laut dan kapal selam.
d. Galangan kapal, yakni alat untuk mengangkat kapal laut ke permukaan air.
e. Balon udara.
Silakan kunjungi link:
https://youtu.be/O54s-6o1HWI (gaya)
https://youtu.be/X7_vYmeDYX4 (tekanan)
Tugas :
1. Catat materi hingga habis
2. Butalah 1 contoh soal beserta jawabannya tentang gerak hukum IInewton
3. Buatlah 2 contoh soal tentang tekanan hidrostatis dan hukum paskal
Catatan : tugas di kumpulkan di sekolah atau foto dan kirim (085339014059)
Comments