Apa yang dimaksud dengan GAYA? Jenis dan Contoh Gaya itu Apa Saja?

A. Pengertian Gaya

Istilah gaya pasti sudah sangat sering kita dengar, khususnya bagi teman-tema yang sedang belajar fisik baik di SMA, SMP, atau di tingkat sekolah dasar dalam pelajaran IPA. Dalam kehidupan sehari-hari secara tidak sadar kita melakukan aktivitas yang berhubungan dengan gaya. Gaya yang berupa dorongan dan tarikan biasa kita lakukan pada saat kita membuka atau menutup pintu. Menurut definisinya sendiri, gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat mempengaruhi keadaan suatu benda. Gaya merupakan besaran fisika yang memiliki nilai dan arah, sehingga termasuk dalam jenis besaran vektor. Satuan SI yang digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton dengan dilambangkan huruf N. Untuk mengukur besar kecilnya gaya dapat digunakan alat yang disebut dinamometer. 

Gaya dapat menimbulkan perubahan gerak atau perubahan kecepatan, misalnya meja yang didorong dapat bergerak karena mendapat gaya dorong. Jadi adanya gaya mempengaruhi gerak suatu benda. Secara umum, gaya tidak hanya mempengaruhi gerak benda, tetapi gaya dapat mempengaruhi keadaan suatu benda. Beberapa pengaruh gaya terhadap keadaan benda adalah sebagai berikut.

• Benda diam menjadi bergerak. Misalnya saat mendorong motor yang mogok, mendorong meja, menarik gerobak pasir, menendang bola, tarik tambang.
• Benda bergerak menjadi diam. Pada saat naik motor, ketika mengerem motor menjadi lambat dan akhirnya berhenti. Berarti gaya dapat menyebabkan benda bergerak menjadi diam
• Perubahan bentuk benda. Contoh pada saat terjadi tabrakan mobil, mobil bisa menjadi berubah bentuknya karena gaya yang diberikan pada benda melebihi kekuatan bahan benda yang bertabrakan, seperti pada Gambar 1. Contoh lain adalah saat menggunakan lilin mainan (plastisin).
• Perubahan arah gerak benda. Contoh pada saat pemain bola menendang bola, bola dapat berubah arah karena gaya yang diberikan pada bola.

Gambar 1. Mobil penyok adalah salah satu bukti gaya  mempengaruhi perubahan bentuk benda.

Karena sebagai sebuah kuantitas vektor yang memiliki besar nilai dan arah, gaya dapat direpresentasikan melalui garis yang memiliki arah (anak panah) seperti Gambar 2. Arti dari gambar gaya tersebut dilihat dari tiga bagian, yaitu titik pangkal, panjang garis, dan mata panah. Pangkal garis sebagai titik pangkal gaya, panjang garis mewakili besarnya gaya, dan mata panah menunjukkan arah gaya.

Gambar 2. Arti gambar gaya

Gaya yang bekerja pada suatu benda dimungkinkan lebih dari satu, dimana semua gaya tersebut dapat digantikan oleh satu buah gaya yang disebut sebagai Resultan Gaya, seperti pada Gambar 3. Jika terdapat dua buah gaya atau lebih yang segaris dan searah dapat diganti dengan sebuah gaya lain yang besarnya sama dengan jumlah gaya-gaya tersebut. Selanjutnya, jika ada gaya yang segaris dan berlawanan arah dapat diganti dengan sebuah gaya lain yang besarnya sama dengan selisih gaya-gaya tersebut. Contoh lain gaya yang berlawanan arah adalah ketika lomba tarik tambang. Tim yang menarik paling kuat akan menang karena mampu menggeser tim lawan dengan besar selisih gaya kedua tim tersebut.

Gambar 3. Beberapa contoh resultan gaya pada suatu benda

B. Jenis-Jenis Gaya 

Secara umum gaya dibedakan menjadi dua jenis yaitu gaya sentuh (gaya kontak) dan gaya tak sentuh (gaya non kontak). Gaya sentuh merupakan gaya yang dilakukan secara langsung (bersentuhan secara fisik) antara benda yang mengerjakan dan benda yang dikenai gaya. Contohnya seperti orang mendorong gerobak pada Gambar 4. Sedangkan gaya tak sentuh merupakan gaya yang bekerja pada suatu benda dengan tidak secara langsung bersentuhan atau tidak ada kontak langsung antara benda yang dikenai gaya dengan benda dalam mengerjakan gaya. Contohnya adalah gaya magnet dan gaya listrik (gaya Coulomb).

Gambar 4. Dua orang yang menarik dan mendorong gerobak merupakan gaya kontak

Lantas apa saja macam-macam gaya dalam ilmu fisika? Berikut ini adalah jenis-jenis gaya.

       1. Gaya magnet

Gaya magnet adalah gaya yang dihasilkan oleh magnet. Istilah magnet berasal dari bahasa Yunani “magnitis lithos” yang memiliki arti batu magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama magnisa (sekarang berada di wilayah Turki) dimana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut. Magnet merupakan suatu jenis bahan yang mampu menghasilkan medan magnet. Medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang menyebabkan sebuah muatan yang bergerak di sekitarnya mendapat pengaruh suatu gaya magnet. Macam-macam magnet dapat dibedakan menjadi beberapa klasifikasi, yaitu:

Magnet permanen dan magnet sementara menghasilkan medan magnet yang melingkupi daerah tertentu. Medan magnet digambarkan dengan garis khayal dapat disebut garis-garis gaya magnet. Secara definitif, garis gaya magnet adalah garis-garis khayal yang menunjukkan pola garis-garis lengkung yang terbentuk di sekitar magnet. Pola tersebut merupakan susunan pola garis-garis medan magnetik yang disebut garis gaya magnetik. Garis gaya magnetik selalu berawal dari kutub utara menuju kutub selatan magnet, seperti pada Gambar 5. Medan magnet yang terkuat berada di kedua ujung kutub-kutub magnet.

Gambar 5. Garis-garis gaya magnet batang

Garis-garis gaya magnet dapat digambarkan dengan mengikuti aturan sebagai berikut.

1. Garis-garis gaya magnet tidak saling berpotongan satu dengan yang lainnya.
2. Garis-garis gaya magnet keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan membentuk kurva tertutup.
3. Daerah yang garis gaya magnetnya rapat, menunjukkan medan magnet kuat, sedangkan daerah yang garis gaya magnetnya renggang, menunjukkan medan magnetnya lemah.

Sifat kemagnetan memiliki karakteristik terkait dengan medan magnetnya, yaitu:

1. Magnet hanya dapat menarik benda–benda tertentu (feromagnetik dan diamagnetik) dalam jangkauannya, artinya tidak semua benda dapat ditarik.
2. Gaya Magnet mampu menembus benda, jika gaya magnet semakin kuat maka semakin tebal pula benda yang dapat ditembus oleh gaya tersebut.
3. Magnet memiliki dua kutub, yang dinamakan kutub utara dan kutub selatan.
4. Apabila kutub yang sejenis/senama didekatkan satu sama lain maka mereka akan saling tolak menolak,  namun apabila kutub yang berbeda didekatkan satu sama lain maka mereka akan saling tarik menarik, seperti ilustrasi Gambar 6.

Gambar 6. Interaksi dua kutub magnet yang didekatkan

       2. Gaya Listrik Statis

Gaya listrik statis adalah gaya yang dimiliki benda yang bermuatan listrik untuk menarik benda-benda di sekitarnya. Fenomena listrik statis dapat terjadi pada bahan jenis isolator maupun konduktor. Fenomena tersebut terjadi setelah adanya materi yang netral menjadi bermuatan, salah satunya karena ada proses gesekan (gosokan) yang diistilahkan dengan charging by friction, atau menjadi bermuatan karena gesekan. Gesekan atau gosokan antara dua materi ini akan membuat elektron dari atom materi yang satu berpindah ke atom materi yang lain, sehingga kedua materi menjadi bermuatan. Jika suatu materi melepaskan elektronnya, maka berubah menjadi bermuatan positif, sebaliknya akan bermuatan negatif.

Listrik statis berkaitan dengan gejala kelistrikan yang tidak mengalir. Listrik statis tidak dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain atau hanya dapat ada sekejap pada suatu tempat, berbeda dengan Listrik Dinamis. Contoh fenomena tentang potongan kertas kecil dapat tertarik dengan penggaris yang telah digosok-gosok dapat dijelaskan dengan konsep dasar listrik statis (muatan listrik) ini. Secara lebih khusus, dapat dikatakan bahwa listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang ada dalam keadaan statis (diam).

Gambar 7. Susunan atom netral dan bermuatan listrik

Muatan listrik muncul karena adanya perpindahan elektron dari satu benda ke benda lain, seperti pada Gambar 7. Muatan listrik terdiri dari jenis muatan positif dan muatan negatif. Suatu materi/zat disebut bermuatan positif apabila proton lebih banyak daripada jumlah elektron, dan begitupun sebaliknya. Sedangkan benda yang tidak memiliki muatan disebut netral. Benda yang mempunyai jenis muatan sejenis akan saling tolak-menolak ketika didekatkan satu sama lain, sebaliknya benda yang mempunyai muatan yang berbeda akan saling tarik-menarik. Interaksi yang terjadi antar muatan listrik dapat dijelaskan dengan Gaya Coulomb seperti yang diilustrasikan pada Gambar 8.

Gambar 8. Gaya Coulomb antar muatan listrik

       3. Gaya Gravitasi Bumi

Gaya gravitasi adalah kemampuan bumi untuk menarik benda lain menuju pusat bumi. Jika kita melempar benda ke atas, baik dari kertas, pensil atau benda lain maka semua benda itu akan jatuh ke bawah atau mengarah menuju pusat bumi. Berbeda jika berada di luar angkasa, para astronot tidak merasakan gaya gravitasi, akibatnya mereka akan melayang-layang di luar angkasa.

Contoh fenomena yang dipengaruhi gaya gravitasi adalah:

• Buah yang jatuh dari pohonnya,
• Air yang selalu mengalir menuju tempat yang lebih rendah
• Bola yang dilempar ke atas akan kembali jatuh ke bawah

Dalam keadaan diam, suatu benda tidak hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi semata, terdapat gaya lain yang bekerja terhadapnya, yaitu gaya normal. Gaya normal diakibatkan oleh benda yang bersentuhan dengan permukaan bidang sentuh yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang. Gaya normal merupakan reaksi bidang terhadap gaya pada benda di permukaan tersebut. Gaya normal diberikan oleh permukaan sentuh terhadap benda yang arahnya tegak lurus dengan bidang sentuhnya.

Gambar 9. Interaksi gaya normal da gaya gravitasi

Gaya normal selalu berkaitan dengan gaya gravitasi karena gaya normal yang menyeimbangkan pengaruh gaya gravitasi. Contohnya kita menganalisis sebuah kotak yang ada di meja yang diilustrasikan pada Gambar 9. Kotak tersebut dalam keadaan diam. Gaya normal memiliki arah yang tegak lurus dengan bidang sentuh. Gaya gravitasi arahnya selalu ke bawah atau menuju pusat bumi. Maka arah kedua gaya tersebut berlawanan. Biasanya dibuat kesepakatan atau komitmen dalam analisis gaya bahwa ke arah atas adalah positif sedangkan arah ke bawah negatif.

       4. Gaya Gesekan

Gaya gesek muncul ketika ada dua permukaan benda yang saling bersentuhan. Gaya gesek dapat memberikan keuntungan maupun kerugian pada aktivitas manusia. Contohnya saat kita berjalan di lantai yang kering, sentuhan permukaan sepatu dan jalan akan menghasilkan gaya gesek. Gaya gesek ini membantu kita agar tidak terpeleset saat berjalan. Bisa dibayangkan jika lantai tersebut licin, maka gaya geseknya kecil dan kita akan kesulitan untuk berjalan karena selalu terpeleset. Gaya gesek memiliki arah yang selalu melawan arah gerak benda pada suatu permukaan.

Gaya gesek yang besar mampu membuat benda yang bergerak akan segera berhenti. Ketika gaya gesek yang terjadi kecil, benda masih dapat bergerak lebih jauh sebelum berhenti. Berdasarkan pengertian tersebut, dapat dinyatakan bahwa gaya gesek bersifat menahan laju gerak benda agar benda itu dapat berhenti bergerak. Besar dan kecilnya gaya gesek bergantung pada koefisien gesekan dan luasan permukaan kedua benda yang saling bersentuhan.

Beberapa sifat gaya gesek diantaranya sebagai berikut:

1. Arah gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda atau kecenderungan (gaya luar) yang akan membuat benda akan bergerak (jika benda dalam keadaan diam).
2. Besar gaya gesek bergantung pada koefisien gesekan dua permukaan benda yang bersentuhan.
3. Gaya gesek tidak mampu membuat benda bergerak.

Gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis merupakan dua jenis gaya gesek. Gaya gesek statis bekerja pada benda yang diam dan ketika benda sudah bergerak maka bekerja gaya gesek kinetis. Gaya gesek memiliki karakteristik disipatif, artinya usaha yang dihasilkan gaya gesek dikonversi menjadi energi panas. Gaya gesek tidak hanya terjadi jika suatu benda bersentuhan dengan benda padat tetapi juga dapat terjadi ketika berada dalam fluida (air dan udara).

Selain gaya-gaya yang telah disebutkan di atas, masih ada banyak jenis gaya lain yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Pembahasan tentang gaya-gaya tersebut secara lebih mendalam dapat disimak dalam materi konsep dasar fisika di tingkat pendidikan menengah maupun pendidikan tinggi.

Share this post