Gaya merupakan salah satu materi dalam pelajaran Fisika yang berkaitan dengan Hukum Newton. Materi tentang pelajaran ini akan dijumpai di bangku SMP hingga SMA.

Gaya bisa diartikan sebuah interaksi dalam bentuk apa pun yang bisa membuat sebuah benda yang terkena gaya mengalami perubahan arah maupun perubahan fisik. Dalam kehidupan sehari-hari, menarik atau mendorong benda adalah kegiatan pemberian gaya.

Bola yang bergerak menerima gaya berupa tendangan, mobil bergerak karena mendapat gaya dari mesin mobil. Lalu, apa rumus gaya dan bagaimana cara menghitungnya?

Rumus Gaya

Gaya akan membuat sebuah benda bergerak, berubah arahnya, bahkan berubah bentuknya. Gaya sendiri memiliki satuan Newton (N). Newton sendiri diambil dari seorang fisikawan terkenal, Sir Isaac Newton.

Pada umumnya gaya disimbolkan dengan “F”. Rumus gaya bisa dinotasikan (F) = massa (m) x percepatan (a) = Newton (N). Bila dibahas lebih lanjut rumus gaya ini akan memiliki turunannya.

Rumus Gaya Berdasarkan Jenis-Jenisnya

Ilustrasi Rumus Gaya (Freepik)

 

Ada banyak rumus gaya dalam fisika yang mengacu pada rumus di atas, sehingga memunculkan beberapa rumus untuk setiap jenis gaya. Berikut di antaranya:

• Rumus Gaya Berat: W=m.g
• Rumus Gaya Pegas: F=k.x
• Rumus Gaya Normal: N=W=m.g
• Rumus Gaya Gesek Statis: fs = μs x N
• Rumus Gaya Gesek Kinetis: fk= μk xN

Keterangan:

• W= percepatan gravitasi
• g= gaya berat (N)
• N= gaya normal (N)
• fs= gaya gesek statis (N)
• fk= gaya gesek kinetis (N)
• μs= koefisien gesek statis
• μk= koefisien gesek kinetis
• k= konstanta pegas (N/m)
• x= pertambahan panjang pegas (x)

Rumus Gaya Hukum Newton

Ilustrasi Rumus Gaya (Freepik)

 

Rumus gaya sendiri tak bisa lepas dari Hukum Newton I, II, dan III. Semuanya memiliki keterkaitan satu dengan yang lain dan harus dipahami. Berikut 3 bunyi hukum Newton beserta rumus gaya:

Hukum Newton I

Hukum Newton I berbunyi, jika gaya (F) yang bekerja pada benda sama dengan nol (0) maka benda yang awalnya diam akan tetap diam.

Jika benda yang awalnya bergerak lurus dengan beraturan, maka benda tersebut akan tetap bergerak lurus dengan beraturan pula. Dengan demikian, bisa disimpulkan jika rumus dari Hukum Newton I adalah F = 0

Hukum Newton II

Hukum Newton II berbunyi, jika perubahan dari kecepatan atau yang lebih dikenal dengan percepatan (a) dari suatu benda, akan sebanding dengan jumlah (resultan) gaya yang bekerja pada benda itu dan berbanding terbalik dengan masa (m) benda tersebut.

Rumus Hukum Newton II adalah F = m.a dengan satuan gaya kg m/s.

Hukum Newton III

Hukum Newton III berbunyi, pada setiap aksi akan menimbulkan reaksi. Jika suatu benda memberikan gaya pada benda yang lain, maka benda yang terkena gaya akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang diterima oleh benda pertama dengan arah yang berlawanan.

Rumus Hukum Newton III adalah F aksi = - F reaksi.

Jenis-Jenis Gaya

Ilustrasi Rumus Gaya (Freepik)

Setelah membahas rumus gaya, mengetahui jenis-jenis gaya juga tak kalah penting. Sebab, rumus gaya bisa dibedakan berdasarkan jenis gaya dan fungsinya.

Berikut ragam jenis gaya yang sangat erat kaitannya dengan kehidupan sehari-hari:

Gaya Berat

Gaya berat adalah suatu gaya yang dipengaruhi oleh percepatan gravitasi dan memiliki arah tegak lurus dengan pusat bumi. Definisi sederhananya adalah gaya berat merupakan gaya tarik bumi yang bekerja pada sebuah benda.

Di dalam kehidupan sehari-hari gaya berat dapat dijumpai dengan mudah. Seperti misalnya pada buah mangga yang jatuh ke atas permukaan tanah. Gaya di buah mangga ini dipengaruhi oleh gaya tarik bumi.

Gaya Normal

Jenis gaya selanjutnya yaitu gaya normal. Di dalam ilmu fisika, gaya normal adalah suatu konsep gaya yang bekerja pada dua benda yang saling bersentuhan. Singkatnya, gaya normal adalah interaksi gaya sentuh yang bekerja dengan arah tegak lurus pada bidang sentuh tertentu.

Gaya Gesek

Berikutnya adalah gaya gesek. Konsep gaya gesek dipengaruhi oleh dua permukaan benda yang saling bergesekan atau bertemu. Artinya gaya gesek merupakan bentuk gaya yang saling berlawanan dengan suatu gerak benda.

Gaya gesek bisa dibagi menjadi dua. Berikut penjelasannya:

• Gaya gesekan kinetis: merupakan gaya gesek yang terjadi saat suatu benda bergerak. Contohnya bisa dilihat saat sebuah roda mobil dan motor sedang melaju di jalan raya.

Gaya gesekan statis: adalah gaya gesek yang terjadi saat suatu benda tidak bergerak atau dalam kondisi diam.

• Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal merukapan konsep gaya yang bekerja pada objek atau benda yang bergerak melingkar. Oleh karenanya, di dalam rumus gaya ini akan melibatkan jari-jari lintasan objek tersebut.

Gaya Kontak

Gaya kontak merupakan gaya yang terjadi pada benda yang bersentuhan. Jenis gaya yang termasuk di dalamnya adalah gaya gesek, gaya pegas, dan sebagainya.

Gaya Tegangan Tali

Secara sederhana, gaya tegangan tali merupakan gaya yang bisa kita jumpai pada saat ujung-ujung tali yang terentang.

Gaya tegang pada ujung tali tersebut sama besar. Contohnya misalnya pada perolmbaan tarik tambang dan tali untuk jemuran baju.

Gaya Magnet

Menurut para ahli, gaya magnet adalah suatu gaya yang mampu menarik benda tertentu. Objeknya harus bersifat megnetis seperti besi, baja, dan jenis logam lainnya.

Contoh Soal Menghitung Rumus Gaya

Berdasarkan semua penjelasan di atas, rumus gaya bisa digunakan tergantung pada jenis gayanya. Misalnya pada contoh soal berikut ini:

Suatu benda memiliki gaya yang bekerja sebesar 8 N dan massa benda 2 kg. Jika dihitung, berapakah percepatan gerak pada benda tersebut?

Jawab:

Diketahui:

F = 8 N

m = 2 kg

Ditanyakan:

Percepatan gerak benda (a).

Penyelesaian:

a = F/m

= 8/2

= 4 m/s2.

Dari uraian di atas, maka nilai percepatan gerak benda tersebut adalah 4 m/s2.

Demikian ulasan lengkap mengenai rumus gaya dan jenis-jenis rumus gaya.