Contoh Soal Resultan Gaya
Contoh Soal Resultan Gaya - Untuk memahami pengertian gaya, cermatilah contoh kasus berikut ini.
Sebuah bola bilyar mula-mula diam di atas meja. Kemudian bola didorong dengan batang pemukul bola (stik). Perhatikan, apa yang terjadi pada bola bilyar tersebut ?
Bola yang mula-mula diam akan bergerak, bukan? Bola bilyar dapat bergerak dari keadaan diam karena mendapat gaya dari batang pemukul. Perhatikan pula sebuah mobil yang mula-mula bergerak perlahan kemudian menjadi lebih cepat dari sebelumnya. Sebenarnya, mobil tersebut mendapat gaya dorong dari mesin mobil. Demikian halnya ketika mobil direm, mobil akan berkurang kecepatannya akibat gaya gesekan antara rem dengan roda mobil. Berdasarkan keadaan tersebut, gaya adalah dorongan atau tarikan yang menyebabkan timbulnya perubahan kecepatan (percepatan). Selain menimbulkan perubahan kecepatan, gaya juga akan menimbulkan hal-hal berikut.
a. Mengubah arah gerak benda.
b. Mengubah bentuk benda, misalnya ketika kertas diremas.
c. Mengubah volume, misalnya ketika gas dimampatkan di dalam piston.
b. Mengubah bentuk benda, misalnya ketika kertas diremas.
c. Mengubah volume, misalnya ketika gas dimampatkan di dalam piston.
Di dalam fisika, gaya termasuk besaran vektor yaitu besaran yang mempunyai nilai dan arah. Satuan untuk gaya dalam SI dinyatakan dalam Newton atau dyne, dimana 1 N = 100000 dyne. 1 Newton didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada 1 kg benda pada percepatan gravitasi 1 m/s2.
2. Sifat-Sifat Gaya
Pembahasan di awal menyebutkan bahwa gaya merupakan besaran vektor, sehingga sifat gaya juga sama dengan sifat-sifat vektor, yaitu sebagai berikut.
a. Sebuah gaya pada satu bidang dapat dipindahkan jika besar dan arahnya tetap. Perhatikanlah gambar di bawah ini.
Tampak pada gambar di atas kedudukan gaya F dipindahkan ke F’ dengan arah dan panjang yang sama.
b. Beberapa buah gaya yang bekerja pada suatu benda akan menghasilkan resultan gaya-gaya tersebut, sebagaimana contoh gambar di bawah ini.
b. Beberapa buah gaya yang bekerja pada suatu benda akan menghasilkan resultan gaya-gaya tersebut, sebagaimana contoh gambar di bawah ini.
Pada gambar di atas, tampak dua buah gaya F1 dan F2. Kedua gaya tersebut akan menghasilkan sebuah resultan gaya FR, dengan panjang FR sama dengan jumlah panjang F1 dan F2.
c. Sebuah gaya dapat diuraikan menjadi komponen-komponen gaya yang saling tegak lurus. Misalkan sebuah benda dikenai gaya dengan arah membentuk sudut terhadap sumbu mendatar seperti gambar di bawah ini.
c. Sebuah gaya dapat diuraikan menjadi komponen-komponen gaya yang saling tegak lurus. Misalkan sebuah benda dikenai gaya dengan arah membentuk sudut terhadap sumbu mendatar seperti gambar di bawah ini.
Tampak pada gambar, gaya F diuraikan menjadi komponen gaya pada sumbu mendatar (Fx) dan sumbu vertikal (Fy).
3. Resultan Gaya
Ketika sebuah benda dipengaruhi oleh beberapa gaya, maka arah perubahan kecepatan benda tersebut akan searah dengan dengan resultan gayanya. Berikut ini cara menentukan resultan gaya dari berbagai keadaan.
a. Gaya Searah
Jika terdapat gaya yang searah, resultan gayanya merupakan penjumlahan gaya-gaya tersebut, sesuai dengan persamaan berikut.
Keterangan:
FR = resultan gaya (N).
FR = resultan gaya (N).
b. Gaya – gaya yang berlawanan arah
Untuk gaya-gaya dengan arah yang berlawanan, resultan gaya-gayanya merupakan selisih dari kedua gaya pada arah tersebut.
Keterangan:
FR = resultan gaya (N).
FR = resultan gaya (N).
c. Gaya-gaya yang saling tegak lurus
Jika terdapat gaya yang arahnya saling tegak lurus, maka resultan gayanya berupa diagonal persegi panjang yang dibentuk oleh kedua gaya tersebut. Perhatikan gambar di bawah ini.
Nilai FR dapat ditentukan melalui teorema phytagoras berikut.
Keterangan:
FR = resultan gaya (N).
FR = resultan gaya (N).
S1
Pilihan Tunggal
Perhatikan pernyataan berikut.
1. Gaya menyebabkan terjadinya percepatan.
2. Gaya menyebabkan terjadinya perubahan kecepatan.
3. Gaya mempengaruhi arah gerak benda.
4. Gaya menyebabkan perubahan massa benda.
Pernyataan di atas yang benar adalah ....
1. Gaya menyebabkan terjadinya percepatan.
2. Gaya menyebabkan terjadinya perubahan kecepatan.
3. Gaya mempengaruhi arah gerak benda.
4. Gaya menyebabkan perubahan massa benda.
Pernyataan di atas yang benar adalah ....
S2
Pilihan Tunggal
Berikut ini merupakan sifat-sifat gaya, kecuali ....
S3
Pilihan Tunggal
Jika sebuah benda yang mula-mula bergerak dengan kecepatan tetap dikenai gaya yang berlawanan arah dengan arah kecepatannya, maka ....
S4
Pilihan Tunggal
Budi mendorong sebuah gerobak dengan gaya 100 N. Kemudian datang dua pekerja lain, yaitu Andi dan Gisman membantunya. Andi mendorong dengan gaya 100 N dan Gisman menahan dengan gaya 50 N. Resultan gaya yang bekerja pada gerobak tersebut adalah ....
S5
Pilihan Tunggal
Dua buah gaya masing-masing 30 N dan 40 N bekerja setitik tangkap. Berikut ini adalah resultan yang mungkin dari gaya-gaya tersebut, kecuali ....
S6
Pilihan Tunggal
Dua tim yang sedang tarik tambang masing-masing terdiri dari 4 orang. Kekuatan tarikan masing-masing orang pada tim A adalah 150 N. Pada Tim B, 3 orang memiliki kekuatan tarikan masing-masing 125 N dan satu orang lainnya mampu menarik 250 N. Kemungkinan yang akan terjadi jika kedua tim berhadapan adalah ....
S7
Pilihan Tunggal
Seorang anak menarik benda di lantai seperti gambar di bawah ini.
Jika besarnya komponen gaya pada arah vertikal adalah 60 N, maka besarnya gaya pada arah mendatar adalah ....
S8
Pilihan Tunggal
Dua orang siswa menarik sebuah banda dengan gaya masing-masing 30 N ke utara dan 40 N ke barat. Besar resultan kedua benda tersebut adalah ....
S9
Pilihan Tunggal
Seorang anak meremas plastisin. Sebelum dan sesudah diremas, massa plastisin selalu ditimbang. Pernyataan berikut ini berhubungan dengan kejadian tersebut, kecuali ....
S10
Pilihan Tunggal
Tiga buah gaya bekerja pada sebuah benda sebagai berikut.
Besar resultan ketiga gaya tersebut adalah ....