170
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Jawaban kamu pada pertanyaan Ayo Coba 9.7 dikenal dengan Hukum III Newton atau Hukum Aksi Reaksi yang
menyatakan bahwa apabila sebuah benda mengerjakan gaya gaya aksi kepada benda yang lain, benda kedua akan
mengerjakan gaya gaya reaksi pada benda pertama yang besarnya sama dan arahnya berlawanan.
Secara matematis Hukum III Newton dapat ditulis sebagai berikut.
Gaya aksi = – Gaya reaksi F
aksi
= – F
reaksi
9–6 Gaya aksi dan reaksi tersebut memiliki besar yang sama,
tetapi berlawanan arah dan bekerja pada dua benda yang berbeda. Kini coba kamu analisis beberapa benda lain yang
mengadakan aksi terhadap benda yang lainnya.
a. Gaya Normal
Sebuah benda yang diletakkan di atas meja memiliki resultan gaya sama dengan nol, tetapi bukan berarti tidak ada
gaya yang bekerja padanya. Pada benda tersebut ada dua gaya yang saling berlawanan, seperti terlihat pada Gambar 9.16.
Gaya yang arahnya ke bawah terjadi akibat benda tersebut mengalami gaya yang dilakukan oleh pusat bumi,
sedangkan gaya ke atas diberikan oleh meja akibat benda tersebut mengerjakan gaya pada meja. Apakah kedua gaya
tersebut aksi-reaksi? Tentu bukan, karena gaya ke atas bukan diberikan oleh gaya ke bawah. Gaya yang diberikan meja
terhadap benda dengan arah tegak lurus permukaan disebut gaya normal N. Apabila kamu gambarkan seluruh gaya yang
bekerja pada benda, akan terlihat seperti Gambar 9.17.
Pasangan aksi-reaksi yang terjadi sebagai berikut. 1. Gaya aksi diberikan bumi pada benda w menimbulkan
gaya reaksi dari benda ke pusat bumi w . Jadi, pasangan aksi reaksinya:
w = – w
Gaya yang ditunjukkan oleh neraca pegas B disebut gaya aksi dan gaya yang ditunjukkan oleh neraca pegas A disebut gaya reaksi.
Pertanyaan 1.
Bagaimanakah besar gaya aksi dan reaksi dari hasil penga- matan mu?
2. Bagaimanakah arah kedua gaya tersebut?
3. Bekerja pada benda yang samakah kedua gaya itu?
4. Berilah kesimpulan dari hasil kegiatan tersebut.
N
w
Gambar 9.16
Sebuah benda yang diam di atas meja memiliki resultan gaya nol.
Di unduh dari : Bukupaket.com
171
Gaya dan Penerapannya
2. Gaya aksi yang diberikan oleh benda pada meja N menimbulkan gaya reaksi yang diberikan meja pada
benda N yang disebut gaya normal. N = – N
b. Gaya Tegang Tali
Sebuah bola yang digantungkan melalui sebuah tali menimbulkan adanya gaya tegangan pada tali yang disebut
gaya tegang tali T. Perhatikan Gambar 9.18. Berdasarkan Gambar 9.18, w adalah gaya berat bola
yang dikerjakan bumi pada bola tersebut, sedangkan T
1
adalah gaya tegang tali yang dikerjakan tali pada bola. w dan T
1
bukan pasangan aksi reaksi karena kedua gaya tersebut bekerja pada sebuah benda yang sama, yaitu bola. Jadi, gaya
apakah pada peristiwa tersebut yang merupakan gaya aksi- reaksi? Marilah lihat gaya yang lainnya. w adalah gaya tarik
benda pada bumi, sedangkan T
2
adalah gaya tegangan tali pada atap. T
2
adalah gaya tarik atap pada tali. T
1
adalah gaya tarik bola pada tali.
Pasangan aksi reaksi pada kejadian tersebut adalah sebagai berikut.
1. Gaya aksi yang dikerjakan pusat bumi pada bola w dan gaya reaksi yang dikerjakan bola pada pusat bumi w.
w = – w 2. Gaya aksi yang dikerjakan tali pada bola T
1
dan gaya reaksi yang dikerjakan bola pada tali T
1
. T
1
= –T
1
3. Gaya aksi yang dikerjakan tali pada atap T
2
dengan gaya reaksi yang dikerjakan atap pada tali T
2
. T
2
= –T
2
Tuhan telah memberikan hukum alam bahwa benda yang dekat ke permukaan bumi selalu jatuh ke permukaan
bumi. Mengapa hal itu terjadi? Tuhan pun telah mengatur planet-planet berputar mengelilingi matahari. Gaya apakah
yang menjaganya?
Gaya yang menyebabkan suatu benda jatuh ke permukaan bumi adalah gaya tarik bumi. Gaya itu disebut
gaya gravitasi. Gaya itulah yang menjaga planet-planet tidak keluar dari orbitnya.
Gaya gravitasi adalah gaya yang terjadi akibat adanya interaksi antara dua buah benda berupa gaya tarik-menarik.
Suatu benda yang berada di permukaan bumi tarik-menarik dengan pusat bumi sehingga benda di permukaan bumi
selalu tertarik ke arah pusat bumi sebab sifat kelembaman
T
2
T
1
T
1
w w
T
2
Gambar 9.17
Seluruh gaya yang bekerja pada benda di atas meja.
Gambar 9.18
Gaya-gaya yang bekerja pada sebuah bola yang digantung
melalui tali.
N
w w
N
Di unduh dari : Bukupaket.com
172
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
bumi jauh lebih besar dibandingkan sifat kelembamam benda. Gaya gravitasi inilah yang menyebabkan suatu benda
memiliki berat. Gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda bergantung pada jaraknya ke pusat bumi. Semakin jauh dari
pusat bumi, gaya gravitasi semakin kecil. Bumi yang kamu tempati ini tidak benar-benar bulat, tetapi memampat di
bagian kutubnya dan mengembang di bagian khatulistiwa. Hal inilah yang menyebabkan gaya gravitasi di kutub lebih
besar daripada di khatulistiwa.
Informasi IPA
Para penerjun ini berada dalam keseimbangan
karena adanya dua gaya yang besarnya sama, tetapi
arahnya berlawanan. Gaya gravitasi menyebabkan
mereka turun dengan kecepatan yang semakin
bertambah, tetapi gaya ini diimbangi oleh gaya gesek
udara yang melambatkan laju turun mereka. Dengan
demikian, para penerjun itu jatuh dengan kecepatan yang
konstan.
Sumber: www.angkasa-online.com;
Jendela Iptek: Gaya dan Gerak,1997
Ayo Coba 9.8
Tujuan Mengidentiikasi perbandingan antara berat dan massa suatu
benda
Alat dan bahan Lima buah beban dengan massa 50 g, 100 g, 150 g, 200 g, dan 250 g,
serta neraca pegas
Cara kerja 1.
Siapkan alat dan bahan 2.
Ukurlah berat beban dengan neraca pegas. Catatlah hasil pengamatanmu pada tabel.
Massa kg Berat N
BeratMassa Nkg
0,05 ...
... 0,10
... ...
0,15 ...
... 0,20
... ...
0,25 ...
...
Pertanyaan Perhatikan kolom ketiga pada tabel. Apakah nilai perbandingan
antara berat dan massa selalu tetap? Besaran apakah itu? Berilah kesimpulanmu.
Perbandingan antara berat dan massa suatu benda akan menunjukkan harga yang tetap. Sesuai dengan hukum II
Newton maka besaran itu disebut percepatan gravitasi g. Apabila berat suatu benda disimbolkan dengan w dan massa
benda disimbolkan dengan m, maka percepatan gravitasi g dapat ditulis:
g w
m =
atau w = m . g 9–5
Di unduh dari : Bukupaket.com
173
Gaya dan Penerapannya
dengan: w = berat benda N m = massa benda kg
g = konstanta gravitasi atau percepatan gravitasi Nkg Satuan Nkg dapat dinyatakan pula dengan satuan ms
2
. Percepatan gravitasi bumi di suatu tempat bergantung
pada jaraknya dari pusat bumi. Semakin jauh dari pusat bumi, semakin kecil percepatan gravitasinya. Dengan kata
lain, berat suatu benda semakin berkurang. Berikut ini suatu data yang diambil dari suatu sumber.
Tabel 9.1 Berat Benda Berdasarkan Ketinggian
No. Ketinggian dari Permukaan
Bumi km BeratMassa Nkg
1 400
2 13.000
100 3
26.000 2,5
4 103.000
1,6 5
338.000
Sumber: World Book Int, 1994
Dari tabel tersebut kamu dapat menyimpulkan bahwa semakin tinggi suatu benda dari permukaan bumi, semakin
kecil percepatan gravitasina. Sehingga berat benda tersebut bertambah kecil. Bahkan pada ketinggian tertentu benda
tersebut tanpa berat.
1. Pada sebuah benda yang massanya 2 kg
bekerja dua buah gaya yang besarnya masing-masing 75 N ke kanan dan 45 N ke
kiri.
a. Berapakah resultan gaya yang bekerja
pada benda tersebut? b.
Hitung percepatan benda. c.
Apakah yang terjadi pada benda akibat kedua gaya tersebut?
2. Sebuah benda memiliki berat 80 N terletak
di atas lantai. Pada benda dikerjakan gaya vertikal sebesar 120 N.
a. Berapakah resultan gaya yang bekerja
pada benda tersebut? b.
Hitung percepatan benda. c.
Apakah yang akan terjadi pada benda tersebut?
3. Jika percepatan gravitasi bumi 10 Nkg,
hitunglah berat benda yang massanya 0,5 kg, 2 kg, dan 10 kg. berdasarkan Tabel 9.1,
pada ketinggian berapakah benda tanpa bobot? Mengapa hal itu terjadi?
4. Hitunglah berat sebuah benda yang
massanya 50 kg berada di tempat yang percepatan gravitasinya 10 ms
2
. 5.
Bulan memiliki percepatan gravitasi
1 6
percepatan gravitasi bumi. Berapakah berat benda yang massanya 6 kg di tempat
yang percepatan gravitasinya 10 ms
2
apabila berada di bulan?
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 9.3
Di unduh dari : Bukupaket.com
174
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII
Ayo Coba 9.9
6. Dua orang sedang mengadakan adu tarik
tambang. A menarik tambang ke kiri dengan gaya 100 N. Jika keadaan mereka
berimbang, hitunglah gaya yang diberikan B. Ke manakah arahnya?
A B
7. Sebuah batu yang massanya 3 kg digantung
pada seutas tali. Hitunglah gaya tegang tali yang timbul akibat batu tersebut.
8. Sebuah benda yang massanya m kg diletak-
kan pada telapak tangan. Perce patan gravitasi di tempat itu adalah g ms
2
. a.
Hitunglah gaya normal yang dikerja- kan pada tangan jika tangan diam.
b. Prediksilah besarnya gaya normal
yang akan terjadi pada tangan jika tangan digerakkan ke atas dengan
percepatan tertentu.
c. Prediksilah besarnya gaya normal
yang akan terjadi pada tangan jika tangan digerakkan ke bawah.
F. Gaya Gesek
