MATERI IPA 8 GAYA DAN HK NEWTON
Assalamualaikum wrwb....
Selamat pagi....
Pada pertemuan ke 7 ini kita akan mempelajari tentang GAYA dan HUKUM NEWTON.
1. Gaya
Besaran Gaya
Dalam Sains, gaya didefinisikan sebagai suatu tarikan atau suatu dorongan. Pengaruh gaya pada benda antara lain sebagai berikut:
Menyebabkan perubahan kecepatan gerak benda.
Menyebabkan benda diam menjadi bergerak dan sebaliknya.
Mengubah arah gerak benda.
Mengubah bentuk suatu benda.
Satuan gaya dalam Satuan Internasional (SI) adalah Newton (N) yang merupakan penghormatan bagi seorang ilmuwan Fisika Inggris bernama Sir Isaac Newton (1642-1727).
Gaya terdiri atas gaya sentuh dan gaya tak sentuh. Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja pada suatu benda dengan melalui sentuhan pada permukaan benda tersebut. Contoh gaya sentuh antara lain seorang anak yang mendorong meja, seorang ibu yang mengangkat barang belanjaannya, dan pemain basket yang melempar bola basket.
Jika benda dapat bergerak tanpa dibantu oleh dorongan atau tarikan gaya otot, berarti benda itu bergerak oleh gaya tak sentuh. Jadi, gaya tak sentuh dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada benda tanpa menyentuh benda tersebut.
Resultan Gaya
Resultan gaya merupakan hasil penjumlahan beberapa gaya yang bekerja pada benda. Oleh karena gaya termasuk besaran vektor, maka gaya dapat dilukiskan dengan diagram vektor yang berupa anak panah.
Perhatikan gambar berikut:
Pada gambar tersebut terlihat dua orang anak berusaha mendorong meja pada arah yang sama. Jika anak pertama mengeluarkan gaya sebesar 15 N dan anak kedua mengeluarkan gaya sebesar 25 N, besar resultan gaya yang dikeluarkan oleh kedua anak tersebut dapat dilukiskan dengan menggunakan diagram panah sebagai berikut:
Resultan gaya dari kedua gaya tersebut dapat dinyatakan dengan
ΣF = F1 + F2 = 15 N + 25 N = 40 N
Panjang anak panah menyatakan nilai atau besar gaya, sedangkan arah anak panah menyatakan arah gaya. Gaya yang mengarah ke kanan atau atas bernilai positif dan gaya yang mengarah ke kiri atau bawah bernilai negatif. Jadi, untuk melukiskan gaya digunakan aturan sebagai berikut:
Panjang anak panah melukiskan besarnya gaya.
Arah anak panah merupakan arah gaya.
Pangkal anak panah merupakan titik tangkap gaya.
Contoh:
Anton mendorong meja ke arah kanan dengan gaya 18 N dan Yudi mendorong meja yang sama ke arah kiri dengan gaya 22 N. Tentukanlah resultan dan arah gayanya!
Jawab:
Diketahui: FAnton = 18 N (ke kanan)
FYudi = –22 N (ke kiri)
Resultan gaya ΣF=F_Anton+F_Yudi
ΣF=18+(-22)
=-4 N
Tanda negatif (–) menyatakan arahnya ke kiri. Jadi, ΣF = 4 N dengan arah ke kiri (karena gaya Yudi lebih besar dari gaya Anton).
Hukum Newton Tentang Gerak
Pada tahun 1687, Sir Isaac Newton, ilmuwan Fisika berkebangsaan Inggris, berhasil menemukan hubungan antara gaya dan gerak. Dari hasil pengamatan dan eksperimennya, Newton merumuskan tiga hukum mengenai gaya dan gerak yang dikenal dengan Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan Hukum III Newton.
Hukum I Newton
Ketika kamu berkendaraan yang sedang melaju, tiba-tiba kendaraan tersebut direm secara mendadak, tubuhmu seolah-olah terdorong ke depan berlawanan arah dengan gaya pengereman kendaraan yang arahnya ke belakang. Hal ini terjadi karena tubuhmu cenderung mempertahankan posisinya yang terus bergerak ke arah depan, namun karena kendaraan direm mengakibatkan ada gaya yang menahan gerak ini sehingga kamu seperti terdorong ke depan.
Oleh karena itulah, maka undang-undang lalu lintas mewajibkan pengendara mobil memakai sabuk pengaman untuk menghindari kecelakaan mobil. Begitu juga ketika kamu berada dalam kendaraan yang diam. Kemudian tiba-tiba kendaraan tersebut bergerak, tubuhmu akan terasa seperti terdorong ke belakang. Hal ini terjadi karena tubuhmu cenderung mempertahankan posisinya yang diam.
Fenomena ini pertama kali diamati oleh Newton. Menurut Newton, setiap benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan dalam lintasan lurus kecuali bila terdapat resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Bunyi Hukum I Newton :
“Sebuah benda terus dalam keadaan diam atau terus bergerak dengan kelajuan tetap, kecuali jika ada gaya luar yang memaksa benda tersebut mengubah keadaannya.”.
ΣF=0
Hukum I Newton juga menggambarkan sifat benda yang selalu mempertahankan keadaan diam atau keadaan bergeraknya yang dinamakan inersia atau kelembaman. Oleh karena itu, Hukum I Newton dikenal juga dengan sebutan Hukum Kelembaman.
Contoh penerapan hukum I Newton lainnya di sekitar kehidupan, diantaranya:
Meja diam tidak akan bergerak kecuali digerakkan atau mendapat gaya dari luar.
Menarik taplak meja dengan cepat tidak akan membuat makanan yg sudah terlanjur ditaruh diatasnya jatuh.
Dua ekor badak jantan yang bermassa sama melakukan adu kekuatan untuk memperebutkan daerah kekuasaan. Keduanya saling mendorong dengan gaya yang sama, sehingga tidak ada satupun badak yang bergeser dari posisinya. Alasan karena kedua gaya yang sama dan berlawanan arah mengakibatkan resultan gaya bernilai nol.
Seorang joki kuda mengikuti kompetisi final berkuda. Pada menit terakhir kuda yang ditungganginya berhenti secara tiba tiba, sehingga joki tersebut terpental ke depan. Alasannya karena joki akan mempertahankan keadaannya awalnya, yaitu sedang bergerak
Hukum II Newton
Ketika terdapat resultan gaya yang bekerja pada suatu benda dengan massa m, percepatan a yang dihasilkan sebanding dengan resultan gaya dan memiliki nilai yang berbanding terbalik dengan massa.
Arah percepatan sama dengan arah resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Bunyi Hukum II Newton :
“ Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya dan berbanding terbalik massa benda.”
a~ΣF
a~1/m
Keterangan: F = resultan gaya (Newton)
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda (Newton/kg)
Contoh penerapan hukum II Newton lainnya di sekitar kehidupan, diantaranya:
Ketika bermain kelereng, kelereng yg lebih besar akan lebih lambat melaju dibandingkan dg kelereng yg kecil.
Seekor banteng jantan mendorong anak anak kijang dengan kekuatan penuh hingga terpental jauh. Dengan gaya yang kuat banteng jantan mampu menggerakkan anak kijang dengan percepatan tertentu.
Seekor gajah betina mendorong anaknya ke sungai untuk minum. Gajah betina tersebut mendorong anaknya dengan hati-hati karena massa tubuhnya yang jauh lebih besar dari pada massa tubuh anaknya. Dengan gaya yang gajah betina mampu menggerakkan anak gajah dengan percepatan tertentu
Contoh soal:
Gaya 10 N pada sebuah benda menyebabkan benda tersebut bergerak dengan percepatan tertentu. Jika massa benda 2 kg, hitung percepatan benda tersebut.
Jawab:
Diketahui : F = 10 N
m = 2 kg
percepatan (a)=F/m
a=10/2=5 m⁄s^2
Hukum III Newton
Ketika suatu benda memberikan sebuah gaya pada benda lain, benda lain tersebut akan memberikan gaya yang sama besar namun berlawanan arah dengan gaya yang diberikan benda pertama.
Bunyi Hukum III Newton :
“Jika gaya pertama mengerjakan gaya pada benda kedua maka benda kedua mengerjakan gaya pada bnda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”
ΣF_aksi=-ΣF_reaksi
Hukum III Newton disebut juga sebagai hukum aksi-reaksi
Contoh penerapan hukum III Newton lainnya di sekitar kehidupan, diantaranya:
Peristiwa gaya tarik-menarik ataupun tolak menolak pada gaya magnet.
Gas panas yg dikeluarkan roket ketika pertama kali meluncur akan mendorong roket tersebut naik ke atas.
Dua ekor kijang yang saling beradu kekuatan terpental akibat saling mendorong satu sama lain. Terpentalnya kedua ekor kijang dikarenakan gaya aksi reaksi dari masingmasing kijang yang saling beradu
Seekor anak badak bermain-main dengan induknya. Anak badak tersebut terpental kebelakang karena mencoba mendorong induknya dengan kuat. Anak badak terlempar ke belakang akibat gaya reaksi dari gaya aksi saat mendorong induknya
Seekor elang terbang bebas di udara dengan cara mengepakkan sayapnya ke bawah. Kecepatan udara yang lebih cepat di bagian atas sayap mengakibatkan elang tersebut terangkat ke atas Kepakan sayap burung ke bawah (gaya aksi) mengakibatkan burung terangkat ke atas (gaya reaksi)
Seekor ikan berenang di dalam air dengan cara menggerakkan siripnya ke belakang. Gerakan sirip ikan kebelakang (gaya aksi) mengakibatkan ikan terdorong kedepan (gaya reaksi)
Setelah kalian pelajari materi di atas, kerjakan latihan soalnya klik di sini!
Selamat pagi....
Pada pertemuan ke 7 ini kita akan mempelajari tentang GAYA dan HUKUM NEWTON.
1. Gaya
Dalam Sains, gaya didefinisikan sebagai suatu tarikan atau suatu dorongan. Pengaruh gaya pada benda antara lain sebagai berikut:
Menyebabkan perubahan kecepatan gerak benda.
Menyebabkan benda diam menjadi bergerak dan sebaliknya.
Mengubah arah gerak benda.
Mengubah bentuk suatu benda.
Satuan gaya dalam Satuan Internasional (SI) adalah Newton (N) yang merupakan penghormatan bagi seorang ilmuwan Fisika Inggris bernama Sir Isaac Newton (1642-1727).
Gaya terdiri atas gaya sentuh dan gaya tak sentuh. Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja pada suatu benda dengan melalui sentuhan pada permukaan benda tersebut. Contoh gaya sentuh antara lain seorang anak yang mendorong meja, seorang ibu yang mengangkat barang belanjaannya, dan pemain basket yang melempar bola basket.
Jika benda dapat bergerak tanpa dibantu oleh dorongan atau tarikan gaya otot, berarti benda itu bergerak oleh gaya tak sentuh. Jadi, gaya tak sentuh dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada benda tanpa menyentuh benda tersebut.
Resultan Gaya
Resultan gaya merupakan hasil penjumlahan beberapa gaya yang bekerja pada benda. Oleh karena gaya termasuk besaran vektor, maka gaya dapat dilukiskan dengan diagram vektor yang berupa anak panah.
Perhatikan gambar berikut:
Pada gambar tersebut terlihat dua orang anak berusaha mendorong meja pada arah yang sama. Jika anak pertama mengeluarkan gaya sebesar 15 N dan anak kedua mengeluarkan gaya sebesar 25 N, besar resultan gaya yang dikeluarkan oleh kedua anak tersebut dapat dilukiskan dengan menggunakan diagram panah sebagai berikut:
ΣF = F1 + F2 = 15 N + 25 N = 40 N
Panjang anak panah menyatakan nilai atau besar gaya, sedangkan arah anak panah menyatakan arah gaya. Gaya yang mengarah ke kanan atau atas bernilai positif dan gaya yang mengarah ke kiri atau bawah bernilai negatif. Jadi, untuk melukiskan gaya digunakan aturan sebagai berikut:
Panjang anak panah melukiskan besarnya gaya.
Arah anak panah merupakan arah gaya.
Pangkal anak panah merupakan titik tangkap gaya.
Contoh:
Anton mendorong meja ke arah kanan dengan gaya 18 N dan Yudi mendorong meja yang sama ke arah kiri dengan gaya 22 N. Tentukanlah resultan dan arah gayanya!
Jawab:
Diketahui: FAnton = 18 N (ke kanan)
FYudi = –22 N (ke kiri)
Resultan gaya ΣF=F_Anton+F_Yudi
ΣF=18+(-22)
=-4 N
Tanda negatif (–) menyatakan arahnya ke kiri. Jadi, ΣF = 4 N dengan arah ke kiri (karena gaya Yudi lebih besar dari gaya Anton).
Hukum Newton Tentang Gerak
Pada tahun 1687, Sir Isaac Newton, ilmuwan Fisika berkebangsaan Inggris, berhasil menemukan hubungan antara gaya dan gerak. Dari hasil pengamatan dan eksperimennya, Newton merumuskan tiga hukum mengenai gaya dan gerak yang dikenal dengan Hukum I Newton, Hukum II Newton, dan Hukum III Newton.
Hukum I Newton
Ketika kamu berkendaraan yang sedang melaju, tiba-tiba kendaraan tersebut direm secara mendadak, tubuhmu seolah-olah terdorong ke depan berlawanan arah dengan gaya pengereman kendaraan yang arahnya ke belakang. Hal ini terjadi karena tubuhmu cenderung mempertahankan posisinya yang terus bergerak ke arah depan, namun karena kendaraan direm mengakibatkan ada gaya yang menahan gerak ini sehingga kamu seperti terdorong ke depan.
Oleh karena itulah, maka undang-undang lalu lintas mewajibkan pengendara mobil memakai sabuk pengaman untuk menghindari kecelakaan mobil. Begitu juga ketika kamu berada dalam kendaraan yang diam. Kemudian tiba-tiba kendaraan tersebut bergerak, tubuhmu akan terasa seperti terdorong ke belakang. Hal ini terjadi karena tubuhmu cenderung mempertahankan posisinya yang diam.
Fenomena ini pertama kali diamati oleh Newton. Menurut Newton, setiap benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan dalam lintasan lurus kecuali bila terdapat resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Bunyi Hukum I Newton :
“Sebuah benda terus dalam keadaan diam atau terus bergerak dengan kelajuan tetap, kecuali jika ada gaya luar yang memaksa benda tersebut mengubah keadaannya.”.
ΣF=0
Hukum I Newton juga menggambarkan sifat benda yang selalu mempertahankan keadaan diam atau keadaan bergeraknya yang dinamakan inersia atau kelembaman. Oleh karena itu, Hukum I Newton dikenal juga dengan sebutan Hukum Kelembaman.
Contoh penerapan hukum I Newton lainnya di sekitar kehidupan, diantaranya:
Meja diam tidak akan bergerak kecuali digerakkan atau mendapat gaya dari luar.
Menarik taplak meja dengan cepat tidak akan membuat makanan yg sudah terlanjur ditaruh diatasnya jatuh.
Dua ekor badak jantan yang bermassa sama melakukan adu kekuatan untuk memperebutkan daerah kekuasaan. Keduanya saling mendorong dengan gaya yang sama, sehingga tidak ada satupun badak yang bergeser dari posisinya. Alasan karena kedua gaya yang sama dan berlawanan arah mengakibatkan resultan gaya bernilai nol.
Seorang joki kuda mengikuti kompetisi final berkuda. Pada menit terakhir kuda yang ditungganginya berhenti secara tiba tiba, sehingga joki tersebut terpental ke depan. Alasannya karena joki akan mempertahankan keadaannya awalnya, yaitu sedang bergerak
Hukum II Newton
Ketika terdapat resultan gaya yang bekerja pada suatu benda dengan massa m, percepatan a yang dihasilkan sebanding dengan resultan gaya dan memiliki nilai yang berbanding terbalik dengan massa.
Arah percepatan sama dengan arah resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut.
Bunyi Hukum II Newton :
“ Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya dan berbanding terbalik massa benda.”
a~ΣF
a~1/m
Keterangan: F = resultan gaya (Newton)
m = massa benda (kg)
a = percepatan benda (Newton/kg)
Contoh penerapan hukum II Newton lainnya di sekitar kehidupan, diantaranya:
Ketika bermain kelereng, kelereng yg lebih besar akan lebih lambat melaju dibandingkan dg kelereng yg kecil.
Seekor banteng jantan mendorong anak anak kijang dengan kekuatan penuh hingga terpental jauh. Dengan gaya yang kuat banteng jantan mampu menggerakkan anak kijang dengan percepatan tertentu.
Seekor gajah betina mendorong anaknya ke sungai untuk minum. Gajah betina tersebut mendorong anaknya dengan hati-hati karena massa tubuhnya yang jauh lebih besar dari pada massa tubuh anaknya. Dengan gaya yang gajah betina mampu menggerakkan anak gajah dengan percepatan tertentu
Contoh soal:
Gaya 10 N pada sebuah benda menyebabkan benda tersebut bergerak dengan percepatan tertentu. Jika massa benda 2 kg, hitung percepatan benda tersebut.
Jawab:
Diketahui : F = 10 N
m = 2 kg
percepatan (a)=F/m
a=10/2=5 m⁄s^2
Hukum III Newton
Ketika suatu benda memberikan sebuah gaya pada benda lain, benda lain tersebut akan memberikan gaya yang sama besar namun berlawanan arah dengan gaya yang diberikan benda pertama.
“Jika gaya pertama mengerjakan gaya pada benda kedua maka benda kedua mengerjakan gaya pada bnda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”
ΣF_aksi=-ΣF_reaksi
Hukum III Newton disebut juga sebagai hukum aksi-reaksi
Contoh penerapan hukum III Newton lainnya di sekitar kehidupan, diantaranya:
Peristiwa gaya tarik-menarik ataupun tolak menolak pada gaya magnet.
Gas panas yg dikeluarkan roket ketika pertama kali meluncur akan mendorong roket tersebut naik ke atas.
Dua ekor kijang yang saling beradu kekuatan terpental akibat saling mendorong satu sama lain. Terpentalnya kedua ekor kijang dikarenakan gaya aksi reaksi dari masingmasing kijang yang saling beradu
Seekor anak badak bermain-main dengan induknya. Anak badak tersebut terpental kebelakang karena mencoba mendorong induknya dengan kuat. Anak badak terlempar ke belakang akibat gaya reaksi dari gaya aksi saat mendorong induknya
Seekor elang terbang bebas di udara dengan cara mengepakkan sayapnya ke bawah. Kecepatan udara yang lebih cepat di bagian atas sayap mengakibatkan elang tersebut terangkat ke atas Kepakan sayap burung ke bawah (gaya aksi) mengakibatkan burung terangkat ke atas (gaya reaksi)
Seekor ikan berenang di dalam air dengan cara menggerakkan siripnya ke belakang. Gerakan sirip ikan kebelakang (gaya aksi) mengakibatkan ikan terdorong kedepan (gaya reaksi)
Setelah kalian pelajari materi di atas, kerjakan latihan soalnya klik di sini!
Posting Komentar untuk "MATERI IPA 8 GAYA DAN HK NEWTON"