G A Y A

dan

P E R C E P A T A N

FISIKA KELAS VIII

A. IDENTIFIKASI JENIS-JENIS GAYA

B. PENJUMLAHAN GAYA

C. HUKUM NEWTON

ISI MATERI

A. IDENTIFIKASI JENIS GAYA-GAYA

1. Gaya sentuh dan Gaya tak sentuh • Gaya Sentuh

Gaya Tarik Gaya dorongan

Gaya Sentuh adalah :

Gaya yang bekerja dengan cara persentuhan / kontak

langsung antara kedua benda.

•Gaya Tak Sentuh

Gaya Tak Sentuh adalah :

Gaya yang bekerja tanpa persentuhan/kontak langsung antara

kedua benda.

Dapatkah kalian menyebutkan beberapa contoh dari Gaya Sentuh dan

Gaya tak sentuh ?

Gaya Magnet Gaya Listrik Gaya Gravitasi

PENGARUH GAYA PADA BENDA

• Benda diam menjadi bergerak

• Benda bergerak menjadi diam

• Bentuk dan ukuran benda berubah

• Arah gerak benda berubah

MENGUKUR GAYA

• Gaya diukur dengan menggunakan :

Dinamometer

DINAMOMETER / NERACA PEGAS

2. GAYA GESEKAN

• Gaya gesekan udara dan air

Makin besar luas permukaan benda yang

bergerak di udara / air, makin besar gaya

gesekan udara / air yang bekerja pada benda

• Gaya gesekan antara zat padat

- Luas permukaan zat padat yang bersentuhan tidak mempengaruhi besar

gaya gesekan.

- Gaya gesekan statis bekerja ketika benda diam / belum bergerak ( fs )

- Gaya gesekan kinetis bekerja ketika benda yang bersentuhan bergerak. ( fk )

Gaya gesekan statis ( fs ) > gaya gesekan kinetis ( fk )

- Kekasaran permukaan benda mempengaruh besar gaya gesekan.

Makin kasar permukaan benda makin besar gaya gesekannya.

• GAYA GESEKAN YANG MERUGIKAN

- Gesekan pada bagian-bagian mesin yang saling bersinggungan

membuat mesin cepat rusak / aus.Untuk mengurangi gesekan ,

maka mesin biasanya menggunakan pelumas untuk melicinkannya.

- Gesekan ban kendaraan pada jalan menyebabkan ban kendaraan

cepat aus / tipis.

- Gesekan dengan air / udara menyebabkan kecepatan gerak

kendaraan menjadi berkurang. Untuk itu bentuk kendaraan dibuat

dengan desain streamline / aerodinamis. Kapal laut Hovercraft

memasang bantalan udara di dasar kapal agar dasar kapal tidak

langsung bersentuhan dengan air sehingga kapal bergerak dapat

bergerak lebih cepat

GAYA GESEKAN YANG MENGUNTUNGKAN

- Gesekan memungkinkan kita dapat berjalan

kalau jalan tidak licin.

- Ban kendaraan dibuat bergerigi agar gaya

gesekan

antara ban dan jalan cukup besar sehingga

kendaraan tidak selip.

- Gesekan pada rem kendaraan diperlukan agar laju

kendaraan dapat dikurangi . Rem kendaraan berupa

kampas rem yang kasar yang ketika bergesekan dengan

pelek roda kendaraan akan mengurangi lajunya.

Kampas

rem tromol

- Kain parasut yang cukup lebar diperlukan

untuk pendaratan agar selamat

3. MASSA DAN BERAT

• Massa dan berat berbeda

• Massa ( m ):jumlah materi yang dikandung benda

Massa adalah besaran skalar yaitu : besaran yang hanya memiliki nilai( besar) tetapi

tidak memiliki arah.

Massa selalu tetap tidak dipengaruhi oleh tempat dimana benda itu berada.

Massa diukur dengan menggunakan neraca dengan satuan SI : kg

• Berat ( Weight = w) : gaya gravitasi yang bekerja pada benda.

• Berat adalah besaran vektor yaitu : besaran yang selain memiliki nilai

( besar), juga memiliki arah.

Berat dipengaruhi tempat dimana benda itu berada. Di bumi benda

dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi sedangkan di bulan benda

dipengaruhi oleh gaya gravitasi bulan. Jadi bila berbeda tempat ,maka

berat benda akan berbeda juga.

Berat diukur dengan dinamometer dengan satuan SI : newton ( N )

RUMUS BERAT

W

m x g

:

Besaran Satuan SI Satuan cgs

Massa (m) kg g

Percepatan

Gravitasi (g) m/s2 atau

N/kg

cm/s2 atau

dyne/g

Berat ( w ) newton(N) dyne

Contoh soal :

Massa benda 50 kg. Tentukan berat benda bila

a. berada di bumi yang percepatan gravitasinya 9,8 m/s2 !

b. Berada di bulan yang memiliki percepatan gravitasi 1,6 N/kg !

Jawab

a. W = m x g

W = 50 kg x 9,8 m/s2 = 490 N

b. W = m x g

W = 50 kg x 1,6 N/kg = 80 N

W= m x g

LATIHAN SOAL-SOAL 1. Sebuah benda massanya 400 g diukur beratnya dengan

dinamometer seperti yang ditunjukkan pada gambar di

samping ini .

a. Berapa berat benda ?

b. Berapa percepatan gravitasi tempat ?

2. Berat benda di bumi 4.900 N , berapa berat

benda tersebut di bulan bila percepatan

gravitasi di bumi 9,8 m/s2 dan percepatan

gravitasi di bulan 1,6 m/s2 ?

3. Percepatan gravitasi di planet Yupiter 24 m/s2, berapa berat benda di planet Yupiter bila di bumi yang percepatan gravitasinya 9,8 m/s2 berat benda 245 N ?

4. Di sebuah planet yang percepatan gravitasinya 2,4 N/kg berat sebuah benda 120 N, berapa berat benda tersebut di bulan yang percepatan gravitasinya 1,6 m/s2 ?

1

0

2

3

4

5

newton

B. PENJUMLAHAN GAYA (Resultan Gaya)

• MENGGAMBAR VEKTOR

O = titik tangkap vektor

A = ujung vektor

Arah dari O ke A = arah vektor

Panjang OA = besar vektor

F = nama vektor

O A

F

Diagram vektor

Panjang vektor sebanding dengan besar vektor

Bila 1 cm dari vektor gaya mewakili 5 N , maka gaya 10 N diwakili dengan 2 cm.

Bila arah dari 2 vektor tidak sama , maka kedua vektor tidak sama

- F1 adalah vektor yang besarnya sama dengan F1 tetapi berlawanan arah

Contoh soal :

Bila gaya F1 berarah ke kanan dan besarnya

10 N dan digambarkan dengan diagram

vektor yang panjangnya 2cm.Lukiskan

diagram vektor gaya

a. F2 = 15 N ke kanan

b. F3 = 10 N ke kiri

Jawab

:

F1

10 N

F2

15 N a

F3

10 N b

LATIHAN SOAL-SOAL

1. Sebuah vektor gaya berarah ke kanan besarnya 5 N . Vektor

digambarkan dengan diagram vektor panjangnya 2 cm. Gambarkan

vektor-vektor kecepatan :

a. F2 =10 N ke kiri c. F4 = 2,5 N ke Utara

b. F3 = 25 N ke kanan d. F5 = 7,5 N ke Selatan

2. Sebuah vektor gaya F ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambarkan vektor-vektor gaya

a. F1 = 2 F c. F3 = ½ F

b. F2 = - 2 F d. F4 = - 2½ F

3. Terapkan tanda + untuk gaya yang berarah ke kanan dan tanda – untuk

gaya yang berarah kekiri. Diketahui sebuah vektor F = 4 N digambar

dengan diagram vektor panjangnya 2 cm, lukiskan vektor-vektor gaya

a. F1 = 10 N c. F2 = - 10 N

b. F3 = - 12 N d. F4 = - 15 N

F

MELUKIS PENJUMLAHAN DAN SELISIH GAYA

• PENJUMLAHAN GAYA

F1 F2

F1 + F2 F3

F4 F3 + F4

• SELISIH GAYA

Gunakan cara penjumlahan gaya dengan metode poligon

F1 – F2 = F1 + ( - F2 )

F1 F2 F1 – F2

F3

F4

F3 – F4

Metode Poligon :

Himpitkan titik tangkap vektor kedua dengan ujung vektor pertama

Jumlah vektor adalah vektor dengan titik tangkap vektor pertama dan ujungnya ujung

vektor kedua.

- F2

- F4

F3 – F4 = F3 +(- F4)

MENENTUKAN RESULTAN GAYA

RESULTAN GAYA Hasil dari penjumlahan atau selisih dari gaya-gaya disebut Resultan Gaya

Resultan dari gaya- gaya diberi lambang misalnya : R

Besar resultan gaya dapat diukur atau dihitung dengan menggunakan rumus .

DENGAN MENGGAMBAR

RESULTAN GAYA-GAYA SEGARIS

F1=5 N F2 =10 N

F1 = 5 N diwakili dengan 1 cm

F2 = 10 N diwakili dengan 2 cm

R = 3 cm jadi besar resultan

gaya R = 3 x 5 N = 15 N

R= F1 + F2

F1 = 50 N F2=20 N

- F1 =-50 N

R= F2 – F1

F1 = 50 N diwakili dengan 5 cm ke kanan

F2 = 20 N diwakili dengan 2 cm ke kanan

-F1 = - 50 N diwakili dengan 5 cm ke kiri

R = F2 – F1 = 3 cm ke kiri , jadi resultan

gaya R = - 30 N ( artinya 30 N ke kiri)

RESULTAN GAYA-GAYA SEGARIS

DENGAN RUMUS

Tentukan arah positif dan arah negatif dari gaya.

Misalkan arah ke kanan sebagai arah positif gaya , sedangkan ke kiri arah negatif.

Gunakan cara aljabar untuk menentukan penjumlahan gaya

CONTOH SOAL 1

F1 = 20 N ke kanan = + 20 N

F2 = 50 N ke kanan = + 50 N

Tentukan resultan gaya-gaya dari

a. R = F1 + F2

b. R = F1 – F2

JAWAB

a. R = 20 N + 50 N = 70 N ke kanan

b. R = 20 N – 50 N = - 30 N

artinya R = 30 N ke kiri

CONTOH SOAL 2

F1 = 30 N ke kanan = + 30 N

F2 = 70 N ke kiri = - 70 N

Tentukan resultan gaya-gaya dari

a. R = F2 + F1

b. R = F1 – F2

c. R = F2 – F1

JAWAB

a. R = - 70 N + 30 N = - 40 N

artinya R = 40 N ke kiri

b. R = 30 N –(- 70N) = 100 N ke kanan

c. R = - 70 N – 30 N = - 100 N

artinya R = 100 N ke kiri

RESULTAN GAYA-GAYA TIDAK SEGARIS tetapi SALING TEGAK LURUS

F1 = 30 N

F2 = 40 N

F1 = 30 N diwakili dengan 3 cm

F2 = 40 N diwakili dengan 4 cm

R = F1 + F2 = 5 cm jadi resultan

gaya R = 50 N arah sesuai gambar

DENGAN MENGGAMBAR F1 = 5N

F2 = 12 N

-F1 = -5N

F1 = 5 N misalnya diwakili dengan 5 cm

F2 = 12N diwakili dengan 12 cm

-F1 = - 5 N diwakili dengan 5 cm

berlawanan dengan F1

R = F2 – F1 setelah diukur panjangnya

13 cm , jadi besarnya 13 N arah

sesuai gambar.

RESULTAN GAYA-GAYA TIDAK SEGARIS tetapi SALING TEGAK LURUS

DENGAN RUMUS

Untuk gaya yang saling tegak lurus resultan gaya dapat dihitung dengan

menggunakan rumus pythagoras.

R =

F1=30 N

F2 =

40 N

R=F2 + F1

R = F2 + F1

R =

R =

R = 50 N arah sesuai gambar.

2

1

2

2 FF

2

1

2

2 FF

2500302 240

F1=- 40 N

F2= 30 N

- F2 =

-30 N

R= F1 – F2

R = F1 – F2

R =

R =

R = 50 N arah sesuai gambar

2

2

2

1 FF

25002

2

30-40-

LATIHAN SOAL-SOAL 8. Diketahui gaya F1 = 10 N ke kanan dan F2 = 15 N ke kanan.

Dengan melukiskan gaya 5 N = 1 cm , lukiskan arah dan tentukan besar resultan gaya

a. F1 + F2 b. F2 + F1

b. F1 – F2 d. F2 – F1

9. Berdasarkan soal no. 8 di atas apakah

a. F1 + F2 = F2 + F1

b. F1 – F2 = F2 – F1

10. Dengan menerapkan tanda + untuk gaya berarah ke atas dan tanda – untuk gaya yang berarah ke bawah , di ketahui gaya F1 = 15 N dan

F2 = - 10 N( Lukis 5N=1 cm) Lukiskan arah dan besar resultan gaya

a. F1 + F2 b. F2 + F1

b. F1 – F2 d. F2 – F1

11. Diketahui gaya-gaya

F1= 5 N

F2= - 8 N

F3 =

12 N

F4 =

-6 N

Lukiskan arah dan tentukan besar resultan gaya dari

a. F1 + F2 b. F1 – F2 c. F2 – F1 d. F3 + F4

e. F3 – F4 f. F4 – F3 g. F1 + F3 h. F2 + F4

i. F3 – F1 j. F2 – F4 k. F4 – F2

C. HUKUM NEWTON

1. HUKUM 1 NEWTON

Jika resultan gaya pada benda sama dengan nol ( ΣF = 0) , maka benda yang mula-mula diam akan tetap diam, tetapi jika benda sedang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap (konstan).

Sifat benda cenderung mempertahankan keadaan semula(bila diam ingin tetap diam, bila bergerak ingin tetap bergerak) disebut inersia/kelembaman. Oleh sebab itu Hukum 1 Newton disebut juga Hukum Kelembaman(inersia).

W

N

W = gaya gravitasi pada benda

N = Gaya Normal dikerjakan

meja pada benda secara

tegak lurus.

Besar N = W atau ΣF = 0

Benda diam tetap diam

20 N 20 N

ΣF = 0

Jika benda sedang diam akan tetap diam

Jika benda sedang bergerak akan

bergerak terus dengan kecepatan tetap

2. HUKUM II NEWTON

Jika ada resultan gaya pada benda ( ΣF 0) , maka benda akan

mengalami percepatan tetap yang besarnya sebanding dengan resultan

gaya ,searah dengan arah resultan gaya dan berbanding terbalik

dengan massa benda.

F

RUMUS

m

Fa

atau

amF

Besaran Satuan SI Satuan cgs

Gaya(F) newton(N) dyne

Massa(m) kg g

Percepatan(a) m/s2 atau

N/kg

cm/s2 atau

dyne/g

a

Σ F

m x :

3. HUKUM III NEWTON

Jika A mengerjakan gaya pada B , maka B akan mengerjakan gaya

pada A dengan besar gaya yang sama tetapi berlawanan arah.

Atau secara matematis Hk III Newton dapat dinyatakan :

F aksi = - F reaksi

aksi

reaksi aksi reaksi

aksi

reaksi

LATIHAN SOAL-SOAL

12. Setiap benda yang berada di permukaan bumi akan mengalami gaya gravitasi bumi

Sebuah benda yang beratnya 150 N diletakkan di atas meja , mengapa benda diam di

atas permukaan meja tidak jatuh tertarik ke bumi ? Jelaskan dengan Hukum Newton.

13.

14. Di bawah ini adalah sebuah gerobak yang sedang didorong oleh dua orang anak

dengan arah yang berlawanan . Berapa besar gaya yang dikeluarkan anak kedua jika

a. gerobak tetap diam?

b. gerobak bergerak dengan kecepatan tetap ?

15. Jelaskan mengapa ketika bus melaju dengan kecepatan tinggi dan tiba-tiba di rem,

penumpang bus terjatuh ke arah depan bus ?

Jelaskan juga mengapa angkot yang sedang diam dan kemudian sopir menjalankan

kendaraannya secara tiba-tiba dengan kecepatan cukup tinggi ternyata badan para

penumpang bus tersentak ke arah belakang kendaraan ?

75 N

Sebuah balok beratnya 75 N terletak di atas lantai.

Lukiskan arah gaya lain dan berapa besarnya yang

menyebabkan balok tersebut diam di atas lantai !

60 N ?

16. Apa yang terjadi pada benda bila pada benda bekerja gaya-gaya yang resultannya

tidak nol ?

17. Tentukan besar percepatan yang dialami benda bila gaya 50 N bekerja pada benda

yang massanya

a. 25 kg b. 50 kg c. 100 kg d. 150 kg

18. Sebuah benda diam massanya 20 kg kemudian didorong dengan gaya-gaya seperti

tampak pada gambar di bawah ini. Apa yang terjadi pada benda ? Berapa besar

percepatan benda ?

a. b. c.

19. Dengan memberikan gaya 40 N ke kanan , benda bergerak dengan percepatan 5

m/s2 , berapa percepatan yang bekerja pada benda bila diberikan tambahan gaya

a. 20 N ke kanan b. 20 N ke kiri c. 50 N ke kiri

20. Dengan gaya mesin 300 N pada sepeda motor dan gaya gesekan pada ban sebesar

20 N , sepeda motor dapat mengalami percepatan 4 m/s2.Berapa massa sepeda

motor ?

50 N

30 N

40 N

30 N

20 N

25N

50 N

21. Sebuah balok beratnya 150 N terletak di atas lantai . Untuk dapat mengangkat balok

diperlukan gaya F ke atas. Agar balok dapat terangkat maka yang benar adalah. . . .

a. F = 150 N b. F < 150 N c. F > 150 N

22. Sebuah benda beratnya 490 N berada di atas lantai ,di dorong dengan gaya

horizontal 100 N ke kanan. Bila percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s2 , berapa

percepatan yang dialami benda bila

a. lantai dianggap licin sempurna ( tidak ada gesekan ) ?

b. pada benda bekerja gaya gesekan 10 N ?

23. Pada benda bekerja 2 buah gaya yang segaris . Apakah benda akan selalu

mengalami percepatan ? Berikan penjelasan dari jawabanmu !

24. a. Apakah yang dimaksud dengan gaya aksi dan reaksi ?

b. Bagaimana hubungan dari gaya aksi dan gaya reaksi (besar dan arah )?

c. Apakah mungkin gaya aksi dan reaksi bekerja pada benda yang sama ?

25. Sebutkan beberapa contoh yang merupakan gaya aksi dan reaksi !

26. Dua orang anak main tarik tambang dan ternyata kedua anak mengeluarkan gaya

tarik yang sama besar sehingga keduanya tidak bergerak sama sekali.Apakah gaya

yang dikeluarkan masing-masing anak merupakan gaya aksi dan reaksi ? Jelaskan

jawabanmu !

27.

lantai

49 N

tembok

15 N

Sebuah bola tenis yang dilemparkan oleh seorang anak

mengenai tembok dan memberikan gaya 15 N pada tembok.

a. Apa yang akan terjadi dengan bola setelah menabrak ?

b. Berapa besar gaya yang dikerjakan tembok pada bola dan

kemanakah arahnya ?

c. Apakah kedua gaya ini merupakan gaya aksi dan reaksi ?

28. Sebuah bola basket beratnya 49 N jatuh dari atas lantai dan

setelah menabrak lantai bola memantul kembali. Berapa besar

gaya yang dikerjakan lantai pada bola setelah bola menabrak

lantai ? Jelaskan mana yang merupakan gaya aksi dan mana

yang merupakan gaya reaksi !

29. Dua orang anak Chelsea dan Clara bermain sepatu roda. Chelsea

massanya 50 kg dan Clara massanya 40 kg . Clara mendorong

tangan Chelsea dengan memberikan gaya 20 N. Dengan

menganggap lantai licin

a. jelaskan mana yang merupakan gaya aksi dan reaksi !

b. kemanakah arah gerak Chelsea dan Clara setelah saling

dorong ?

c. berapakah besar percepatan Chelsea dan Clara setelah saling

dorong ? Clar

a Chelsea

QUIZ HOREY

Nama : ………………….., Kelas :………..., No. Absen : ……..

Pilihlah

a. Dinamometer l. Berat

b. Perpegas m. W = m.g

c. 250 N n. 980 N

d. 50 N o. S = m.g

e. Gaya

f. Gaya tak sentuh

g. Gaya sentuh

h. Resultan gaya

i. Massa

j. Kg

k. Newton

Pertanyaan :

1. Tarikan atau dorongan pada suatu benda disebut ………….

2. Gaya magnet termasuk gaya ………..

3. Hasil dari penjumlahan atau selisih dua buah gaya atau lebih disebut…….

4. Jumlah meteri yang dikandung benda disebut….

5. Satuan masaa adalah ….

6. Rumus berat adalah …..

7. Sebuah benda massanya 100 kg, tentukan berat benda jika percepatan garvitasi 9,8 m/s2

8. Dua buah gaya F1 = 150 N ke kanan, F2 = 100 n ke kiri. Berapa resultan gayanya ?

9. Alat untuk mengukur gaya adalah …