GAYA DAN PESAWAT SEDERHANA

Gaya Gravitasi, Gesek, Magnet dan Pesawat Sederhana -Apakah kamu tahu apa itu gaya? Atau kamu pernah melihat gaya? Mungkin kamu sedikit bingung. Gaya merupakan sesuatu yang tidak terlihat. Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat mempengaruhi keadaan suatu benda. Jadi gaya menyebabkan suatu benda bergerak. Dalam uraian ini akan mempelajari beberapa gaya. Menurut beberapa sumber dibagi atas: gaya gravitasi, gaya gesek, dan gaya magnet.

Jenis Gaya Gravitasi, Gesek, Magnet dan Pesawat Sederhana

A. GAYA GRAVITASI

Gaya dapat berupa tarikan atau dorongan. Gaya tidak dapat kita lihat. Tetapi pengaruhnya dapat kita rasakan. Gaya dapat mengubah bentuk suatu benda dan mengubah arah.

Anak melempar bola ke atas

Pernahkah kalian melempar suatu benda ke atas? Ke arah manakah benda itu jatuh? Mengapa semua benda yang dilemparkan ke atas selalu jatuh ke bawah? Maka kita harus mengingat pengertian dari gaya. Gaya berupa tarikan atau dorongan. Berarti benda selalu jatuh ke bumi karena ada tarikan dari bumi. Tarikan tersebut disebut juga gaya tarik (gaya gravitasi). Sama seperti matahari, bumi juga mempunyai gaya gravitasi, namanya gravitasi bumi. Semua benda yang jatuh ke bumi karena adanya gaya gravitasi bumi. Kecepatan jatuhnya benda berbeda-beda.

Ada yang cepat dan lambat. Hal ini, dipengaruhi oleh berat, bentuk, ukuran, dan ketinggian tertentu. Untuk membuktikannya, pergilah ke luar kelas (di halaman).

Anak melempar batu

1. Lemparkan satu batu kecil ke atas. Kemudian catat berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk sampai ke tanah!
2. Lemparkan lagi batu kecil yang sama. Tetapi dengan ketinggian lebih tinggi. Catatlah berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk sampai ke tanah!
3. Lemparkan kembali batu kecil yang sama. Lemparkan dengan ketinggian rendah. Catatlah waktu jatuhnya!

Percobaan di atas membuktikan bahwa semua benda yang kita lemparkan ke atas selalu jatuh. Hal ini karena adanya gaya gravitasi bumi. Semakin rendah benda dilemparkan ke atas, semakin cepat benda jatuh ke bumi. Semakin tinggi benda dilemparkan ke atas, semakin lama benda itu jatuh ke bumi.

Di ruang angkasa yang jauh dari gravitasi bumi (ruang hampa udara), para astronot melayang-layang. Di ruang hampa udara seseorang seakan-akan tidak mempunyai berat. Hal ini disebabkan tidak adanya gaya gravitasi. Bagaimana kalau tidak ada gaya gravitasi bumi? Semua benda yang berada di permukaan bumi tidak bisa menetap dan berwujud.

B. GAYA GESEKAN

Gaya gesekan adalah gaya hambatan yang terjadi ketika dua permukaan benda saling bersentuhan. Lihatlah gambar berikut!

(a) permukaan halus; (b) permukaan kasar

Sebuah kelereng digelindingkan ditempat yang halus dan tempat yang kasar. Bagaimanakah hasilnya? Tentunya lebih mudah di tempat yang halus. Hal ini terjadi karena gaya gesekan pada A lebih kecil dibandingkan pada B.

Berdasarkan percobaan tersebut kita dapat memperbesar memperkecil gaya gesek. Bila memperkecil gaya gesek dengan menghaluskan permukaan benda. Jika memperbesar gaya gesek dengan memperkasar permukaan benda.

Penggunaan gaya gesekan dalam kehidupan sehari-hari Dalam memperkecil gesekan antara kaki meja dengan lantai. Maka pada kaki meja diberi roda. Pemasangan roda akan memudahkan meja untuk ditarik atau didorong.

Bagian luar ban mobil atau sepeda motor dibuat beralur-alur (kasar) maksudnya untuk memperbesar gaya gesekan. Jika pada permukaan ban halus, maka ban menjadi licin. Keadaan ini membahayakan keselamatan penumpang. Kendaraan dapat terjadi kecelakaan, karena gerak ban sulit dikendalikan.

Sepatu sepak bola pada telapaknya berbentuk seperti paku-paku. Bentuk ini dibuat dengan tujuan agar pemain sepak bola tidak tergelincir. Dapat disimpulkan bahwa gaya gesekan terjadi apabila dua permukaan benda saling bersentuhan. Gaya gesekan memiliki arah yang selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Makin kasar permukaan benda yang bergesek makin besar gaya geseknya. Semakin licin permukaan benda yang bergesekan, makin kecil gaya geseknya.

1. Manfaat Gaya Gesek

a. Pada ban mobil atau motor, dibuat kasar untuk memperbesar gaya gesekan. Gaya gesekan diterapkan agar mobil dan motor terhindar dari kecelakaan.
b. Pemasangan karet pada bawah sepatu, untuk mengurangi risiko tergelincir.

2. Benda yang Digunakan untuk Memperbesar Gaya Gesekan

a. Bahan karet, contoh solsepatu, rem sepeda, ban kendaraan.
b. Paku-pakuan, contoh paku-pakuan pada sepatu bola, sepatu pendaki gunung, dan sebagainya.

3. Kerugian adanya Gaya Gesekan

Kerugian adanya gaya gesekan antara lain:
a. gerakan benda jadi terhambat
b. mengikis permukaan benda
c. memperbesar pengeluaran energi

C. GAYA MAGNET

Magnet adalah benda yang dapat menarik logam tertentu. Magnet memiliki gaya tarik yang disebut gaya magnet. Menurut bentuknya, magnet terdiri atas beberapa bentuk. Magnet jarum, batang, ladam, bentuk U, dan silinder.

Bentuk magnet

Adapun menurut asalnya, magnet dibagi menjadi dua. Magnet alam dan magnet buatan. Magnet alam adalah magnet yang telah ada di alam. Misalnya gravitasi bumi. Magnet buatan adalah magnet yang dibuat oleh manusia. Misalnya magnet batang, jarum, dan bentuk U.

1. Benda Magnetis dan Nonmagnetis

a. Benda magnetis
Benda magnetis adalah benda-benda yang dapat ditarik atau digerakkan oleh magnet. Benda magnetis antara lain mengandung besi, baja, nikel, dan kobalt. Contohnya paku, mur, baut, pisau, dan sebagainya. Benda yang dapat ditarik oleh magnet disebut juga benda ferromagnetis.

b. Benda nonmagnetis
Benda nonmagetis adalah benda yang tidak dapat ditarik atau digerakkan oleh magnet. Benda nonmagnetis ini dapat berupa unsur logam maupun nonlogam. Contoh benda nonmagnetis yaitu aluminium, seng, plastik, kayu, kapur, kertas, dan kaca.

Benda nonmagnetis Buku dan kapur tulis

2. Gaya Magnet dapat Menembus Benda

Kekuatan gaya magnet mampu menembus benda. Letakkan kertas karton sebagai penghalang serbuk besi. Kita letakkan magnet tepat dibawah jarum atau serbuk besi. Kemudian magnet kita gerak-gerakkan. Kita dapat melihat jarum atau serbuk besi tersebut akan bergerak.

Gaya Magnet dapat Menembus Benda

Magnet mempunyai dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Dua kutub ini akan tarik menarik jika didekatkan kutub yang berbeda. Misalnya kutub U dan kutub S. Namun sebaliknya jika dua kutub sesama yaitu U dan U dan S dan S didekatkan akan tolak menolak.

3. Penggunaan Gaya Magnet dalam Kehidupan Sehari-hari 

Banyak sekali alat-alat yang ada di rumah kita. Yang memanfaatkan magnet. Coba perhatikan tas milik ibu, obeng atau gunting magnet. Semua alat itu memanfaatkan magnet.

Obeng dan kotak pensil memakai magnet

4. Cara Pembuatan Magnet

Magnet buatan adalah logam yang dibuat menjadi magnet. Membuat magnet dapat dilakukan dengan tiga cara. Digosok, induksi magnet, dan aliran listrik.
a. Digosok
Pembuatan magnet dengan cara digosok adalah pembuatan paling sederhana. Bahan yang digunakan haruslah yang bersifat magnetis. Caranya dengan menggosok bahan magnetis menggunakan magnet. Penggosokan dilakukan dengan cara searah. Jika kita ingin sifat magnetnya kuat maka menggosoknya harus lama.

Pembuatan magnet dengan digosok

b. Induksi magnet
Induksi magnet adalah cara yang dilakukan dengan mendekatkan bahan magnetis kepada magnet. Sifat magnet tersebut akan menular pada bahan magnetis. Sehingga magnetik dapat menarik bahan magnetik yang lain.

Induksi magnet

c. Aliran listrik
Pembuatan magnet dengan aliran listrik yaitu dengan melilitkan kawat pada bahan magnetis kemudian dialirkan listrik. Kawat berfungsi untuk mengalirkan listrik. Benda magnetis akan menjadi magnet. Benda magnet dapat digunakan untuk menarik benda lain.

Paku dililitkan kawat dihubungkan dengan sumber listrik dapat menarik paku lain

D. PESAWAT SEDERHANA

Pesawat sederhana dirancang untuk memudahkan pekerjaan manusia. Untuk lebih jelasnya maka kita akan memperlajari prinsip-prinsip pada bidang miring.

1. Tuas

Pengungkit merupakan tuas yang paling sederhana. janis tuas dibedakan menjadi 3 golongan yaitu;

• a. pengungkit jenis I

  

  Gunting dan tang

Urutannya yaitu beban - titik tumpu - kuasa, Contoh: gunting dan tang

• b. pengungkit jenis II

  

  Mendorong gerobak pasir

Kuasa - beban - titik tumpu, Contohnya mendorong gerobak pasir

• c. pengungkit jenis III

  

  Mengambil tanah

Contohnya memegang sekop untuk mengambil tanah

2. Bidang Miring

Bidang miring adalah letak permukaan-permukaan yang miring. Bidang miring digunakan untuk memudahkan pekerjaan kita. Misalnya, memindahkan kayu ke dalam truk. Keuntungan menggunakan bidang miring. Tenaga yang dibutuhkan sama, tetapi memudahkan usaha atau kerja. Kelemahan bidang miring adalah jarak tempuhnya menjadi jauh.

Bidang miring

3. Katrol

Katrol adalah sebuah roda kecil yang tepinya beraturan dapat diputar pada porosnya. Satu rangkaian katrol adalah katrol bersama rantai atau troli. Prinsip pembuatan katrol pun berdasarkan pada pengungkitnya. Karena mempunyai titik tumpu, kuasa, dan beban. Ada beberapa katrol yang kita kenal, yaitu katrol tetap, katrol bebas, katrol majemuk, dan katrol rangkap. Contoh bentuk katrol dapat dilihat pada gambar berikut.

Katrol bebas, katrol majemuk, katrol tetap, dan katrol rangkap

• Katrol tetap : katrol yang tidak berubah posisinya saat memindahkan benda.
• Katrol bebas : katrol yang berubah posisinya saat memindahkan benda.
• Katrol rangkap : katrol yang terdiri lebih dari satu katrol disusun sejajar
• Katrol majemuk: katrol yang terdiri dari beberapa katrol dijadikan satu tali.

4. Roda Berporos

Sepeda

Roda berporos merupakan anggota pesawat sederhana. Roda berporos sangat banyak digunakan pada pesawat sederhana. Roda membantu mempermudah memindahkan suatu benda. Contohnya yaitu gerobak, sepeda, mobil, mainan anak-anak, kereta api, dan sebagainya Sejak zaman dahulu manusia sudah menggunakan alat untuk memudahkan pekerjaan. Sampai sekarang pun masih dilakukan. Berbagai kegiatan yang menggunakan pesawat sederhana, antara lain:

1. mencabut paku
2. memindahkan drum ke atas sebuah truk
3. mendorong kereta dorong dalam bangunan
4. membuka tutup kaleng
5. memecah isi buah sawo
6. bermain jungkat-jungkit7. memancing
7. mengendarai mobil ke gunung
8. menimba air
9. membuka kunci pintu.

Dan masih banyak contoh kegiatan yang menggunakan pesawat sederhana. Contoh kegiatan berikut!

1. membuka tutup kaleng
2. mengibarkan bendera
3. menimba air
4. bermain jungkat-jungkit
5. menggunting kertas

Rangkuman

• Gaya adalah dorongan atau tarikan yang dapat mempengaruhi keadaan suatu benda.
• Contoh gaya misalnya gaya gravitasi dan gaya gesek.
• Gravitasi bumi adalah gaya tarik bumi pada benda di sekitarnya.
• Gaya gesek dapat memberikan keuntungan namun juga dapat mendatangkan kerugian.
• Magnet dapat menarik benda-benda magnetis.
• Cara membuat magnet antara lain: digosok, induksi magnet, dan aliran listrik.
• Pesawat sederhana adalah alat untuk mempermudah pekerjaan. Contoh pesawat sederhana antara lain: tuas, bidang miring, dan katrol.