Edukiper.com - Rumus gaya dan percepatan merupakan kumpulan rumus yang menyatakan hubungan antara gaya, massa, dan percepatan. Pada pembahasan rumus ini akan dipelajari rumus untuk menentukan resultan gaya, rumus untuk menentukan berat suatu benda, dan persamaan-persamaan untuk hukum Newton tentang gerak.
Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat mengakibatkan beberapa perubahan pada benda. Gaya yang bekerja pada sebuah benda dapat menyebabkan benda diam menjadi bergerak, benda bergerak menjadi diam, bentuk dan ukuran benda berubah, dan arah gerak benda berubah.
Pada kesempatan ini, Edukiper akan membahas beberapa rumus tentang gaya yang umum dibahas untuk tingkat menengah pertanda dilengkapi dengan contoh soal dan pembahasan.
Gaya merupakan besaran vektor yang memiliki besar dan arah. Gaya dilukiskan sebagai garis yang memiliki arah. Panjang garis umumnya menyatakan besar gaya sedangkan arah panah menyatakan arah gayanya. Jika dua benda bekerja pada sebuah benda dalam arah yang sama, maka resultan gayanya adalah jumlah dari kedua gaya tersebut.
Keterangan :
R = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
F1 = gaya pertama (N)
F2 = gaya kedua (N).
Contoh Soal :
Dua buah gaya masing-masing F1 = 20 N dan F2 = 15 N bekerja pada sebuah benda dalam arah yang sama, yaitu ke kanan. Tentukanlah resultan gaya yang bekerja pada benda.
Pembahasan :
Dik : F1 = 20 N, F2 = 15 N
Dit : R = .... ?
Resultan gaya yang bekerja adalah:
⇒ R = F1 + F2
⇒ R = 20 + 15
⇒ R = 35 N.
Jika dua buah gaya bekerja pada sebuah benda dalam arah yang berlawanan, maka resultan gaya yang dialami benda sama dengan selisih kedua gaya tersebut. Arah resultan gaya yang bekerja bergantung pada arah gaya yang paling besar.
Keterangan :
R = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
F1 = gaya pertama (N) dengan F1 > F2
F2 = gaya kedua (N).
Contoh Soal :
Dua buah gaya bekerja pada sebuah benda dalam arah berlawanan. Sebuah gaya F1 = 40 N menarik sebuah benda ke kanan dan gaya F2 = 25 N menarik benda ke kiri. Tentukanlah resultan gaya yang bekerja pada benda.
Pembahasan :
Dik : F1 = 40 N, F2 = 25 N
Dit : R = .... ?
Resultan gaya yang bekerja adalah:
⇒ R = F1 - F2
⇒ R = 40 + 25
⇒ R = 15 N ke kanan.
Jika pada sebuah benda terdapat beberapa gaya yang bekerja dalam arah tertentu, maka resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut merupakan jumlah dan selisih dari gaya-gaya tersebut sesuai dengan arah masing-masing gaya.
Untuk menentukan resultan gaya dari beberapa gaya, gaya yang arahnya sama dijumlahkan kemudian jumlah tersebut dikurang dengan jumlah gaya lain yang arahnya berlawanan dengan gaya-gaya tersebut. Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh di bawah ini.
Contoh Soal :
Empat buah gaya bekerja pada sebuah benda dengan arah seperti terlihat pada gambar di atas. F1 = 30 N dan F3 = 10 N bekerja ke arah kiri sedangkan F2 = 20 N dan F4 = 15 N bekerja ke arah kanan. Tentukan resultan gaya yang bekerja.
Pembahasan :
Dik : F1 = 30 N, F2 = 20 N, F3 = 10 N, F4 = 15 N
Dit : R = .... ?
Resultan gaya yang bekerja:
⇒ R = (F1 + F3) - (F2 + F4)
⇒ R = (30 + 10) - (20 + 15 )
⇒ R = 40 - 35
⇒ R = 5 N ke kiri.
Berat suatu benda berbanding lurus dengan massa dan percepatan gravitasi. Itu artinya, semakin besar massa benda makan akan semakin berat benda tersebut. Sebaliknya, semakin kecil massa benda maka akan semakin ringan benda tersebut.
Keterangan :
w = weight atau berat benda (N)
m = mass atau massa benda (kg)
g = gravity atau percepatan gravitasi (m/s2).
Contoh Soal :
Sebuah benda bermassa 5 kg berada di suatu tempat yang percepatan gravitasinya 9,8 m/s2. Tentukanlah berat benda tersebut di tempat itu.
Pembahasan :
Dik : m = 5 kg, g = 9,8 m/s2
Dit : w = .... ?
Berat benda tersebut adalah:
⇒ w = m . g
⇒ w = 5 . 9,8
⇒ w = 49 N.
Hukum I Newton juga dikenal dengan hukum kelembaman. Hukum ini menyatakan bahwa setiap benda cenderung mempertahankan keadaannya, yaitu tetap diam atau bergerak dengan kecepatan konstan. Dengan kata lain, benda yang semula diam akan cenderung tetap diam dan benda yang bergerak lurus beraturan akan cenderung tetap bergerak lurus beraturan, kecuali jika ada gaya luar yang bekerja padanya.
Keterangan :
∑F = resultan gaya yang bekerja pada benda (N).
Rumus di atas menunjukkan suatu keseimbangan pada gerak benda. Jika benda mula-mula diam dan resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol, maka benda akan terus diam dan berada dalam keadaan keseimbangan statis.
Jika benda mula-mula bergerak lurus dengan kecepatan konstan dan resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol, maka benda akan terus bergerak lurus beraturan dengan kecepatan konstan dan benda dikatakan berada dalam keseimbangan dinamis.
#2 Hukum II Newton
Hukum II Newton menyatakan bahwa resultan gaya yang diberikan pada suatu benda sebanding dengan hasil kali massa dan percepatan benda. Dengan kata lain, jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda tidak sama dengan nol, maka benda akan mengalami percepatan.
Keterangan :
∑F = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda (m/s2).
Contoh Soal :
Dua buah gaya 10 N dan 25 N bekerja pada suatu benda bermassa 5 kg dengan arah berlawanan masing-masing ke kiri dan ke kanan. Tentukanlah percepatan yang dialami oleh benda.
Pembahasan :
Dik : F1 = 10 N ke kiri, F2 = 25 N ke kanan, m = 5 kg
Dit : a = .... ?
Resultan gaya yang bekerja pada benda :
⇒ ∑F = F2 - F1
⇒ ∑F = 25 - 10
⇒ ∑F = 15 N ke kanan
Percepatan benda tersebut adalah :
⇒ ∑F = m . a
⇒ 15 = 5 a
⇒ a = 3 m/s2 ke kanan.
#3 Hukum III Newton
Hukum III Newton disebut juga sebagai hukum aksi-reaksi. Menurut hukum III Newton, untuk setiap aksi maka terdapat reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.
Tanda negatif pada persamaan di atas menunjukkan bahwa gaya aksi dan gaya reaksi memiliki arah yang berlawanan meskipun besarnya sama. Selain arahnya yang berlawanan, gaya aksi-reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda.
Gaya aksi-reaksi umum berlaku pada berbagai kejadian dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya saat seorang nelayan melompat dari perahunya, kaki nelayan memberikan gaya aksi pada perahu dan perahu juga memberikan gaya reaksi pada kaki nelayan.
Hal serupa juga terjadi pada saat peluru ditembakkan dari senapan. Senapan memberikan gaya aksi pada peluru sehingga bisa terlontar dari mulut senapan sebaliknya peluru memberikan reaksi pada senapan sehingga senapan bergerak ke belakang menodorng bahu penembak.
Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat mengakibatkan beberapa perubahan pada benda. Gaya yang bekerja pada sebuah benda dapat menyebabkan benda diam menjadi bergerak, benda bergerak menjadi diam, bentuk dan ukuran benda berubah, dan arah gerak benda berubah.
Pada kesempatan ini, Edukiper akan membahas beberapa rumus tentang gaya yang umum dibahas untuk tingkat menengah pertanda dilengkapi dengan contoh soal dan pembahasan.
A. Rumus Resultan Dua Gaya Searah
Gaya merupakan besaran vektor yang memiliki besar dan arah. Gaya dilukiskan sebagai garis yang memiliki arah. Panjang garis umumnya menyatakan besar gaya sedangkan arah panah menyatakan arah gayanya. Jika dua benda bekerja pada sebuah benda dalam arah yang sama, maka resultan gayanya adalah jumlah dari kedua gaya tersebut.
| R = F1 + F2 |
Keterangan :
R = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
F1 = gaya pertama (N)
F2 = gaya kedua (N).
Contoh Soal :
Dua buah gaya masing-masing F1 = 20 N dan F2 = 15 N bekerja pada sebuah benda dalam arah yang sama, yaitu ke kanan. Tentukanlah resultan gaya yang bekerja pada benda.
Pembahasan :
Dik : F1 = 20 N, F2 = 15 N
Dit : R = .... ?
Resultan gaya yang bekerja adalah:
⇒ R = F1 + F2
⇒ R = 20 + 15
⇒ R = 35 N.
B. Rumus Selisih Dua Gaya Berlawanan Arah
Jika dua buah gaya bekerja pada sebuah benda dalam arah yang berlawanan, maka resultan gaya yang dialami benda sama dengan selisih kedua gaya tersebut. Arah resultan gaya yang bekerja bergantung pada arah gaya yang paling besar.
| R = F1 - F2 |
Keterangan :
R = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
F1 = gaya pertama (N) dengan F1 > F2
F2 = gaya kedua (N).
Contoh Soal :
Dua buah gaya bekerja pada sebuah benda dalam arah berlawanan. Sebuah gaya F1 = 40 N menarik sebuah benda ke kanan dan gaya F2 = 25 N menarik benda ke kiri. Tentukanlah resultan gaya yang bekerja pada benda.
Pembahasan :
Dik : F1 = 40 N, F2 = 25 N
Dit : R = .... ?
Resultan gaya yang bekerja adalah:
⇒ R = F1 - F2
⇒ R = 40 + 25
⇒ R = 15 N ke kanan.
C. Rumus Resultan Beberapa Gaya Segaris
Jika pada sebuah benda terdapat beberapa gaya yang bekerja dalam arah tertentu, maka resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut merupakan jumlah dan selisih dari gaya-gaya tersebut sesuai dengan arah masing-masing gaya.
Untuk menentukan resultan gaya dari beberapa gaya, gaya yang arahnya sama dijumlahkan kemudian jumlah tersebut dikurang dengan jumlah gaya lain yang arahnya berlawanan dengan gaya-gaya tersebut. Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh di bawah ini.
Contoh Soal :
Empat buah gaya bekerja pada sebuah benda dengan arah seperti terlihat pada gambar di atas. F1 = 30 N dan F3 = 10 N bekerja ke arah kiri sedangkan F2 = 20 N dan F4 = 15 N bekerja ke arah kanan. Tentukan resultan gaya yang bekerja.
Pembahasan :
Dik : F1 = 30 N, F2 = 20 N, F3 = 10 N, F4 = 15 N
Dit : R = .... ?
Resultan gaya yang bekerja:
⇒ R = (F1 + F3) - (F2 + F4)
⇒ R = (30 + 10) - (20 + 15 )
⇒ R = 40 - 35
⇒ R = 5 N ke kiri.
D. Rumus Menentukan Berat dan Massa Benda
Massa dan berat adalah dua besaran fisika yang berbeda. Massa adalah ukuran banyaknya materi yang terkandung oleh suatu benda sedangkan berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda. Massa suatu benda cenderung tetap sedangkan berat benda berubah bergantung percepatan gravitasi yang mempengaruhinya.Berat suatu benda berbanding lurus dengan massa dan percepatan gravitasi. Itu artinya, semakin besar massa benda makan akan semakin berat benda tersebut. Sebaliknya, semakin kecil massa benda maka akan semakin ringan benda tersebut.
| w = m . g |
Keterangan :
w = weight atau berat benda (N)
m = mass atau massa benda (kg)
g = gravity atau percepatan gravitasi (m/s2).
Contoh Soal :
Sebuah benda bermassa 5 kg berada di suatu tempat yang percepatan gravitasinya 9,8 m/s2. Tentukanlah berat benda tersebut di tempat itu.
Pembahasan :
Dik : m = 5 kg, g = 9,8 m/s2
Dit : w = .... ?
Berat benda tersebut adalah:
⇒ w = m . g
⇒ w = 5 . 9,8
⇒ w = 49 N.
E. Hukum Newton Tentang Gerak
#1 Hukum I NewtonHukum I Newton juga dikenal dengan hukum kelembaman. Hukum ini menyatakan bahwa setiap benda cenderung mempertahankan keadaannya, yaitu tetap diam atau bergerak dengan kecepatan konstan. Dengan kata lain, benda yang semula diam akan cenderung tetap diam dan benda yang bergerak lurus beraturan akan cenderung tetap bergerak lurus beraturan, kecuali jika ada gaya luar yang bekerja padanya.
| ∑F = 0 |
Keterangan :
∑F = resultan gaya yang bekerja pada benda (N).
Rumus di atas menunjukkan suatu keseimbangan pada gerak benda. Jika benda mula-mula diam dan resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol, maka benda akan terus diam dan berada dalam keadaan keseimbangan statis.
Jika benda mula-mula bergerak lurus dengan kecepatan konstan dan resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol, maka benda akan terus bergerak lurus beraturan dengan kecepatan konstan dan benda dikatakan berada dalam keseimbangan dinamis.
Hukum II Newton menyatakan bahwa resultan gaya yang diberikan pada suatu benda sebanding dengan hasil kali massa dan percepatan benda. Dengan kata lain, jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda tidak sama dengan nol, maka benda akan mengalami percepatan.
| ∑F = m . a |
Keterangan :
∑F = resultan gaya yang bekerja pada benda (N)
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda (m/s2).
Contoh Soal :
Dua buah gaya 10 N dan 25 N bekerja pada suatu benda bermassa 5 kg dengan arah berlawanan masing-masing ke kiri dan ke kanan. Tentukanlah percepatan yang dialami oleh benda.
Pembahasan :
Dik : F1 = 10 N ke kiri, F2 = 25 N ke kanan, m = 5 kg
Dit : a = .... ?
Resultan gaya yang bekerja pada benda :
⇒ ∑F = F2 - F1
⇒ ∑F = 25 - 10
⇒ ∑F = 15 N ke kanan
Percepatan benda tersebut adalah :
⇒ ∑F = m . a
⇒ 15 = 5 a
⇒ a = 3 m/s2 ke kanan.
Hukum III Newton disebut juga sebagai hukum aksi-reaksi. Menurut hukum III Newton, untuk setiap aksi maka terdapat reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.
| F aksi = - F reaksi |
Tanda negatif pada persamaan di atas menunjukkan bahwa gaya aksi dan gaya reaksi memiliki arah yang berlawanan meskipun besarnya sama. Selain arahnya yang berlawanan, gaya aksi-reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda.
Gaya aksi-reaksi umum berlaku pada berbagai kejadian dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya saat seorang nelayan melompat dari perahunya, kaki nelayan memberikan gaya aksi pada perahu dan perahu juga memberikan gaya reaksi pada kaki nelayan.
Hal serupa juga terjadi pada saat peluru ditembakkan dari senapan. Senapan memberikan gaya aksi pada peluru sehingga bisa terlontar dari mulut senapan sebaliknya peluru memberikan reaksi pada senapan sehingga senapan bergerak ke belakang menodorng bahu penembak.
0 comments :
Post a Comment