Pengertian Gaya, Rumus Gaya dan Hubungannya dengan Ilmu Mekanika Teknik

Dear sahabat BT, senang bisa jumpa lagi. Setelah sekian lama tidak posting Om BT kembali akan berbagi melanjutkan postingan-postingan sebelumnya. Hari ini Om BT akan berbagi tentang Pengertian Gaya dan Hubungannya dengan Ilmu Mekanika Teknik. Silahkan disimak dengan seksama.

Pengertian Gaya

Gaya serta sifat-sifatnya perlu difahami dalam ilmu Mekanika Teknik karena dalam ilmu tersebut, mayoritas membicarakan tentang gaya. Jadi dengan memahami sifat-sifat gaya, teman-teman akan lebih mudah memahami permasalahan yang terjadi dalam Ilmu Mekanika Teknik. 

Misal kendaraan yang pada suatu jembatan, kendaraan tersebut merupakan beban yang ditampilkan dalam bentuk gaya. Gaya adalah merupakan vektor yang mempunyai besar dan arah. Penggambarannya biasanya berupa garis dengan panjang sesuai dengan skala yang ditentukan. Jadi panjang garis bisa dikonversik an dengan besarnya gaya.

Orang mendorong mobil mogok kemampuan orang mendorong tersebut adalah 15 kg. Arah dorongan kesamping kanan ditunjukkan dengan gambar anak panah arah kesamping dengan skala 1 cm = 15 kg. 

Jadi 15 kg adalah gaya yang diberikan oleh orang untuk mendorong mobil mogok dengan arah kesamping kanan, yang diwakili sebagai gambar anak panah dengan panjang 1 cm karena 1 cm setara dengan 15 kg.

Nama satuan untuk gaya menurut SI adalah Newton dengan lambang N. Notasi gaya disimbolkan dengan F. Satuan gaya ini diturunkan dari F = m a. Gaya menyebabkan percepatan pada benda. 

Besarnya percepatan itu tergantung pada besarnya massa benda dan besarnya gaya. Seperti dikatakan dalam hukum Newton II sebagai berikut. Gaya yang bekerja pada suatu benda adalah sama dengan massa benda dikalikan percepatannya. Jadi, gaya = massa x percepatan.

F = m.a

F = gaya (N) atau (dyne).

m= massa benda (kg) atau (g).

a = percepatan (m/s2) atau (cm/s2).

1 newton sama dengan gaya yang diperlukan untuk memberi 1 kg massa dengan suatu percepatan 1m/s2 (N = kg.m/s2).

Klasifikasi Gaya

Sebuah titik materi yang diam dapat bergerak jika didorong, ditarik, ditekan, dan sebagainya. Sebaliknya, titik materi yang bergerak dapat pula berhenti (diam) kalau ada sebabnya. Demikian pula besarnya kecepatan dan arahnya gerakan dapat pula berubah sebab perubahan itulah yang disebut gaya. Gaya adalah besaran vektor. Jadi, dapat digambarkan dengan lukisan garis. Untuk menggambarkan gaya dengan sebuah garis, harus memenuhi tiga ketentuan, yaitu titik tangkap gaya, besar gaya, dan arah gaya.

1. Menentukan Arah Gaya

Arah gaya dapat digambarkan sebagai tanda panah. Arah tanda panah tersebut sebagai arah gaya itu bekerja. Misalnya, sebuah gaya F bekerja ke kanan maka tanda panah tersebut dilukiskan di sebelah kanan dari garis gaya. Bila gaya F bekerja ke bawah maka tanda panah dilukiskan di bagian bawah (menghadap ke bawah) dari garis gaya.

2. Menentukan Titik Tangkap Gaya

Apabila suatu benda ditarik kekanan oleh sebuah gaya F yang bekerja pada titik A, maka titik A tersebut dinamakan titik tangkap gaya. Titik tangkap adalah titik tempat sebuah gaya mulai bekerja. 

Titik A adalah titik tangkap Gaya F yang arahnya ke kanan

Contoh latihan soal :

Lukislah sebuah vektor AB yang besarnya 100 N dan arahnya ke kiri!

Penyelesaian:

Digunakan skala gaya 1 cm = 50 N maka pada sebuah garis lurus mendatar diukur panjangnya 100 : 50 = 2 cm (panjang garis AB 2 cm). Titik A di ujung kanan adalah titik tangkap gaya dan tanda panah di ujung kiri adalah gerak gaya (lihat gambar)

3. Memindahkan Gaya

Memindahkan gaya F di sepanjang garis kerjanya

Sebuah gaya F dapat dipindahkan (digeser) tempatnya di sepanjang garis kerjanya, tanpa mengurangi pengaruh gaya tersebut pada benda.

Misalnya, kita menarik sebuah benda dengan seutas tali (berat tali dibaikan) dengan gaya sebesar F maka apakah tali itu ditambatkan pada titik A atau ditambatkan pada B, hasilnya akan tetap (lihat gambar).

Menyusun Gaya

Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya (sistem gaya) maka sistem gaya itu dapat diganti dengan sebuah gaya lain yang pengaruhnya sama terhadap benda tersebut, seperti pada sistem gaya pertama. Kedua sistem gaya tersebut dinamakan ekuivalen. Dengan demikian sebuah gaya lain itu menggantikan sistem gaya yang pertama. Gaya yang menggantikan beberapa buah gaya disebut gaya pengganti atau gaya hasil yang juga sering dikatakan sebagai resultan (R). Gayagaya yang digantikan disebut komponen. Mengganti beberapa buah gaya menjadi sebuah gaya (R) disebut menyusun gaya. Menyusun gaya dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara grafis (melukis) dan secara analitis (menghitung).

Dari uraian materi diatas dapat dirangkum sebagai berikut :

1) Gaya adalah sesuatu sebab yang mengubah keadaan benda dari diam menjadi bergerak, atau sebaliknya, yaitu dari bergerak menjadi diam. Gaya ditentukan oleh 3 Faktor: 1. Besar Gaya 2. Arah Gaya 3. Titik Tangkap Gaya. Satuan gaya adalah Newton(N).

2) Gaya bisa dipindah-pindah sepanjang garis kerja gaya.

3) Menyusun gaya adalah mengganti beberapa buah gaya menjadi sebuah gaya. Sebuah Gaya yang menggantikan beberapa buah gaya disebut gaya pengganti atau Resultan (R), dalam menyususn gaya ini bisa dilakukan dengan grafis maupun secara analitis.

4) Apabila dua buah gaya dapat disusun menjadi sebuah gaya yang disebut gaya pengganti atau resultan R maka sebaliknya sebuah gaya dapat diuraikan menjadi dua buah gaya yang masing-masing disebut dengan komponen gaya, dalam menguraikan gaya ini bias dilakukan dengan grafis maupun analitis.

Demikian postingan Om BT tentang Pengertian Gaya, Rumus Gaya dan Hubunganya dengan Ilmu Mekanika Teknik. Semoga Bermanfaat. [bt]

Referensi : Teknik Kendaraan Ringan Edisi Pertama 2013 Kementerian Pendidikan & KebudayaanDirektorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik & Tenaga Kependidikan, Th. 2013: Jakarta

Bagikan Artikel ini