Penjumlahan Gaya Penjumlahan Gaya dan Pengaruhnya pada Benda

162 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

D. Penjumlahan Gaya dan Pengaruhnya pada Benda

Apakah gaya memiliki arah? Coba kamu jatuhkan sebuah benda. Apakah yang terjadi? Ke arah manakah benda tersebut jatuh? Tariklah sebuah benda di mejamu. Ke manakah benda itu bergerak? Coba belokkan arah tarikanmu. Apakah arah gerak benda juga mengikuti gaya tariknya? Dari contoh tersebut, kamu dapat menyimpulkan bahwa gaya termasuk besaran yang memiliki nilai dan arah yang kamu kenal dengan besaran vektor. Sebuah besaran gaya dapat digambarkan dengan sebuah anak panah. Misalnya, kamu memberikan gaya terhadap sebuah benda ke kanan, seperti terlihat pada Gambar 9.7. Panjang anak panah menyatakan nilai besar gaya, sedangkan arah anak panah menyatakan arah kerja gaya. Misalnya, sebuah gaya F yang besarnya 5 N bekerja pada sebuah benda. Jika 1 cm menggambarkan 1 N, gaya tersebut dapat digambarkan sebagai berikut. 1 N F = 5 N O Panjang OF menyatakan nilai gaya dan arah OF menyatakan arah gaya.

1. Penjumlahan Gaya

Apabila kamu disuruh memindahkan sebuah meja di kelasmu, manakah yang lebih mudah? Apakah dengan mendorong sendirian atau dibantu dengan temanmu? Mengapa demikian? Untuk lebih jelasnya, marilah lakukan kegiatan Ayo Coba 9.4 berikut. Gambar 9.7 Tangan yang sedang menarik benda ke kanan beserta vektor gayanya. Gambar 9.8 Gaya sebesar 5 N dan arahnya ke kanan 4. Ukurlah benda-benda yang lainnya sehingga kamu memahami cara mengukur gaya dengan dinamometer. Pertanyaan 1. Gaya apa sajakah yang terlibat pada kegiatan tersebut? 2. Sebuah benda diukur dengan neraca pegas menunjukkan 2 N, berapakah hasil skala jika 10 buah benda yang sama jika digantungkan pada neraca pegas? 3. Bagaimanakah sikapmu ketika melihat seseorang yang sedang mengukur berat beras di pasar salah atau tidak benar? Di unduh dari : Bukupaket.com 163 Gaya dan Penerapannya Ayo Coba 9.4 Tujuan Mengidentiikasi penjumlahan gaya Alat dan bahan Sebuah meja Cara kerja 1. Doronglah sebuah meja olehmu sendiri, seperti pada Gambar 9.9 a. 2. Kemudian, dorong meja tersebut olehmu dan temanmu secara serentak dengan arah yang sama, seperti pada Gambar 9.9 b. Apakah yang terjadi? 3. Dorong kembali meja tersebut olehmu dan temanmu dengan arah yang berlawanan, seperti pada Gambar 9.9 c. Apakah yang terjadi? Pertanyaan 1. Bagaimanakah seharusnya arah kedua gaya agar meja lebih mudah didorong? 2. Bagaimanakah meja tersebut jika didorong dengan dua gaya yang berlawanan arah? 3. Coba kamu gambarkan kedua gaya yang bekerja pada meja dengan arah berlawanan. 4. Apakah dua buah gaya atau lebih dapat dijumlahkan? b a c Mendorong meja oleh dua orang dengan arah yang sama tentu akan lebih mudah dibandingkan dengan mendorong meja oleh satu orang. Hal ini menunjukkan bahwa dua buah gaya atau lebih dapat dijumlahkan. Namun, bagaimanakah jika kedua gaya yang kamu kerjakan itu saling berlawanan arah? Tentu benda akan lebih sulit untuk bergerak. Mengapa demikian? Hal ini disebabkan kedua gaya tersebut saling mengurangi. Penjumlahan atau pengurangan dua buah gaya atau lebih disebut resultan gaya. Misalnya, dua orang sedang mendorong sebuah mobil dengan gaya masing-masing 50 N dan 40 N. Gaya kedua orang yang memengaruhi mobil tersebut menjadi 90 N. Apabila kedua gaya itu kamu gambarkan dan 1 cm mewakili 10 N akan didapatkan Gambar 9.11 berikut. a b 10 N F 1 = 50 N F 1 = 50 N F 2 = 40 N F 2 = 40 N R = F 1 + F 2 = 90 N Gambar 9.9 Menurutmu, ke arah manakah meja akan bergerak? Gambar 9.10 Dua orang sedang mendorong mobil. Gambar 9.11 a Dua buah gaya searah masing-masing 50 N dan 40 N, beserta b resultan gayanya. Di unduh dari : Bukupaket.com 164 Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII Cara menggambarkan resultan kedua buah gaya R tersebut adalah dengan menggambarkan gaya F 1 sesuai dengan besar dan arahnya. Kemudian, di ujung gaya F 1 digambarkan gaya F 2 dengan besar dan arah yang sesuai. Resultan gayanya adalah panjang dari titik pangkal F 1 sampai ke ujung akhir F 2 . Secara matematis, resultan beberapa buah gaya dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut. R N = F 1 N + F 2 N + F 3 N … 9–1 Bagaimanakah jika kedua gaya itu saling berlawanan arah? Misalnya, kedua gaya tersebut adalah F 1 = 50 N ke arah kanan dan F 2 = 40 N ke arah kiri, berapakah resultan gayanya? Kemanakah arah gaya resultannya? Secara aljabar, resultan gaya ditulis. R = F 1 + – F 2 R = 50 N + –40 N R = 50 N – 40 N R = 10 N Tanda minus pada gaya F 2 menunjukkan bahwa F 2 berlawanan arah dengan F 1 . Adapun secara grais, dapat digambar sebagai berikut. a b F 1 = 50 N F 2 = 40 N R = F 1 + – F 2 = 10 N

2. Kesetimbangan