Perbedaan Gaya Berat, Normal, Gesek, dan Sentripetal

Jenis-Jenis Gaya

Gaya adalah dorongan atau tarikan yang akan mempercepat atau memperlambat gerak suatu benda. Gaya langsung adalah sesuatu yang memberi gaya berhubungan langsung dengan yang dikenai gaya. Selain gaya langsung, juga ada gaya tak langsung. Gaya tak langsung merupakan gaya yang bekerja di antara dua benda tetapi kedua benda tersebut tidak bersentuhan. Contoh gaya tak langsung adalah gaya gravitasi.
Sekarang kita akan mempelajari beberapa jenis gaya, antara lain, gaya berat, gaya normal, gaya gesekan, dan gaya sentripetal.

1. Gaya Berat

Dalam kehidupan sehari-hari, banyak orang yang salah mengartikan antara massa dengan berat. Kita harus dapat membedakan antara massa dan berat. Massa merupakan ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda. Massa (m) suatu benda besarnya selalu tetap dimanapun benda tersebut berada, satuannya kg. Berat (w) merupakan gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Satuan berat adalah Newton (N).

Hubungan antara massa dan berat dijelaskan dalam hukum II Newton. Misalnya, sebuah benda yang bermassa m dilepaskan dari ketinggian tertentu, maka benda tersebut akan jatuh ke bumi. Jika gaya hambatan udara diabaikan, maka gaya yang bekerja pada benda tersebut hanyalah gaya gravitasi (gaya berat benda). Benda tersebut akan mengalami gerak jatuh bebas dengan percepatan ke bawah sama dengan percepatan gravitasi. Jadi, gaya berat (w) yang dialami benda besarnya sama dengan perkalian antara massa (m) benda tersebut dengan percepatan gravitasi (g) di tempat itu.
Secara matematis gaya berat dapat ditulis sebagai berikut:

Rumus gaya berat

Dengan :
w : gaya berat (N)
m : massa benda (kg)
g : percepatan gravitasi (ms-2)

2. Gaya Normal

Gaya normal (N) adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh.

Misalkan, ada sebuah apel yang diletakkan di atas meja.Gaya yang menahan apel agar tidak jatuh adalah gaya tekan meja pada apel. Gaya ini ada karena permukaan apel bersentuhan dengan permukaan meja dan sering disebut gaya normal.

Jadi, pada apel terdapat dua gaya yang bekerja, yaitu gaya normal (N) yang berasal dari meja dan gaya berat (w). Kedua gaya tersebut besarnya sama tetapi berlawanan arah, sehingga membentuk keseimbangan pada apel.
Gambar berikut merupakan contoh gaya berat dan normal yang bekerja pada balok:
 gaya normal dan gaya berat pada balok
sumber :university physics with modern physics


Arah gaya normal selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Jika bidang sentuh antara dua benda adalah horizontal, maka arah gaya normalnya adalah vertikal. Jika bidang sentuhnya vertikal, maka arah gaya normalnya adalah horizontal. Jika bidang sentuhya miring, maka gaya normalnya juga akan miring.
 
Gambar arah gaya normal selalu tegak lurus bidang sentuh
sumber :university physics with modern physics

3.Gaya Gesek

Gaya gesek adalah gaya yang bekerja antara dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Arah gaya gesek berlawanan arah dengan kecenderungan arah gerak benda. Untuk benda yang bergerak di udara, gaya geseknya bergantung pada luas permukaan benda yang bersentuhan dengan udara. Makin besar luas bidang sentuh, makin besar gaya gesek udara pada benda tersebut sedangkan untuk benda padat yang bergerak di atas benda padat, gaya geseknya tidak tergantung luas bidang sentuhnya.

Gaya gesekan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gaya gesekan statis dan gaya gesekan kinetis. Gaya gesek statis (fs) adalah gaya gesek yang bekerja pada benda selama benda tersebut masih diam. Berdasarkan hukum I Newton, selama benda masih diam berarti resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. 

gambar gaya gesek statis
sumber :university physics with modern physics

Jadi, selama benda masih diam gaya gesek statis selalu sama dengan yang bekerja pada benda tersebut. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

rumus gaya gesek statis

dengan:
fs : gaya gesekan statis maksimum (N)
ms: koefisien gesekan statis

Gaya gesek kinetis (fk) adalah gaya gesek yang bekerja pada saat benda dalam keadaan bergerak. 
gambar gaya gesek kinetis
sumber :university physics with modern physics


Gaya ini termasuk gaya dissipatif, yaitu gaya dengan usaha yang dilakukan akan berubah menjadi kalor. Perbandingan antara gaya gesekan kinetis dengan gaya normal disebut koefisien gaya gesekan kinetis (ms). Secara matematis dapat di tulis sebagai berikut.

rumus gaya gesek kinetis

dengan:
fk : gaya gesekan kinetis (N)
mk: koefisien gesekan kinetis

4. Gaya Sentripetal

Benda yang mengalami gerak melingkar beraturan mengalami percepatan sentripetal. Arah percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat  lingkaran dan tegak lurus dengan vektor kecepatan. 
gambar gerak melingkar
sumber :physics fro scientist and engineers
Menurut hukum IINewton, percepatan ditimbulkan karena adanya gaya. Oleh karena itu, percepatan sentripetal ada karena adanya gaya yang menimbulkannya, yaitu gaya sentripetal. Pada hukum II Newton dinyatakan bahwa gaya merupakan perkalian antara massa benda dan percepatan yang dialami benda tersebut.

Sehingga hubungan antara percepatan sentripetal, massa benda, dan gaya sentripetal dapat dituliskan sebagai berikut


rumus mencari besar gaya sentripetal
karena:
rumus percepatan sentripetal
maka besar gaya sentripetal dapat dituliskan:

Rumus mencari gaya sentripetal


dengan:
Fs : gaya sentripetal (N)
m : massa benda (kg)
v : kecepatan linear (m/s)
r : jari-jari lingkaran (m)
w : kecepatan sudut


Gaya sentripetal pada gerak melingkar berfungsi untuk merubah arah gerak benda. Gaya sentripetal tidak mengubah besarnya kelajuan benda. Setiap benda yang mengalami gerak melingkar pasti memerlukan gaya sentripetal.
Previous
Next Post »