A. Gaya Mempengaruhi Gerak Benda

Mungkin Anda pernah mendorong mobil mainan yang diam, jika dorongan Anda lemah mungkin mobil mainan belum bergerak, jika gaya dorong diperbesar mobil bergerak atau jika Anda naik sepeda meluncur di jalan raya, jika sepeda direm, sepeda berhenti.

Berdasarkan uraian di atas, apakah sebenarnya yang membuat mobil mainan yang mula-mula diam menjadi bergerak, dan sepeda yang mula-mula bergerak menjadi diam?

Agar mobil bergerak dan sepeda berhenti diperlukan energi (tenaga). Energi untuk mendorong mobil dan menghentikan sepeda dikerjakan, pada benda dengan suatu alat tertentu. Saat mendorong mobil Anda memakai tangan dan saat mengerem karet rem menyentuh roda sepeda hingga berhenti.

Saat tangan menyentuh mobil dan karet rem menyentuh roda, maka tangan dan
karet memberikan gaya tekan yang mempengaruhi benda. Jadi, yang menyebabkan sebuah benda bergerak atau berhenti adalah energi. Energi diperlukan untuk mengerjakan gaya pada benda. Kemudian gaya akan mempengaruhi gerakan benda.

Penyebab benda bergerak ialah energi. Gaya hanya akan mempengaruhi
gerak benda.

Ada beberapa pengaruh gaya pada benda bila gaya bekerja pada suatu benda
maka:

1. Gaya akan mengubah kecepatan benda dari diam menjadi bergerak, dari
   bergerak lalu berhenti
   
2. Gaya dapat mengubah arah gerak benda, misalnya ditunjukkan oleh gambar 1.3. berikut:
   
3. Gaya juga dapat mengubah bentuk benda. Jika Anda memiliki balon, tiup dan ikatlah balon, sehingga balon tetap menggembung. Apa yang terjadi jika balon tadi kita tekan perlahan dengan tangan? Pasti Anda akan mendapatkan balon agak kempes, atau bentuk balon berubah. Perubahan bentuk balon karena pengaruh gaya tekan.
4. Gaya dapat mempengaruhi ukuran sebuah benda, karet jika ditarik akan bertambah panjang, sedangkan pegas jika ditekan akan bertambah pendek.

Selanjutnya, coba Anda bayangkan seandainya Anda meletakkan gelas yang diam di atas meja datar, amati beberapa saat, apakah gelas tetap diam atau menjadi bergerak? Anda akan mendapatkan bahwa gelas tetap diam, karena tidak ada gaya yang bekerja pada gelas (gambar 1.4.)

Bagaimana jika Anda membayangkan sedang mengamati kelereng yang sedang
meluncur di lantai licin yang datar, apakah kelereng akan terus meluncur bergerak atau berhenti? Jika keadaan lantai licin sempurna, Anda akan mendapatkan kelereng terus bergerak, karena tidak ada gaya yang menghentikan kelereng (gambar 1.5.)

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa benda yang diam cenderung untuk diam, benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak. Hal ini disebut sifat kelembaman benda.

Seorang ahli fisika dari Inggris bernama Newton, merumuskan peristiwa-peristiwa seperti di atas, dan selanjutnya disebut dengan Hukum I Newton, yang berbunyi: Suatu benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan jika jumlah seluruh gaya pada benda sama dengan nol.

Hukum di atas dituliskan:

Dengan adalah resultan gaya pada benda, dengan satuan newton (N),
1 newton = 1 kg ms^-2.

Contoh 1
Gambar di samping dimaksudkan suatu benda (balok) terletak di atas bidang datar yang licin. Balok mengalami gaya tarik F₁ = 15 N ke kanan dan gaya F₂ ke kiri. Jika benda tetap diam berapa besar F₂?
Jawab:
Karena benda tetap diam, sesuai dengan Hukum I Newton
= 0
F₁ - F₂ = 0
F₂ = F₁= 15 N

Contoh 2
Pada gambar 1.7. dimaksudkan beban B meluncur ke kanan dengan kecepatan tetap 4 ms^-1. Jika F₁ = 10 N;
F₂ = 20 N, berapa besar F₃?
Jawab:
Sesuai dengan Hukum I Newton, gaya yang bergerak lurus beraturan (kecepatan tetap) adalah nol.
= 0
F₁ + F₃ - F₂ = 0
F₃ = F₂ - F₁
F₃ = 20 - 10
F₃ = 10 N

Contoh 3
Beban yang beratnya 50 N tergantung pada 2 tali seperti ditunjukkan gambar 1.8.
(Sin 37 = 0,6). Tentukan berapa besar gaya tegangan tali T₁ dan T₂!

Jawab:
Gambarkan dahulu diagram gaya-gayanya seperti pada gambar di atas. Selanjutnya kita tinjau beban w.

Karena beban m diam, maka = 0 ? T – w = 0 T = w = 50 N Selanjutnya kita tinjau pada cabang tali

Untuk mengerjakan gaya pada suatu benda perlu ada kontak langsung dengan benda atau dapat juga menggunakan benda lain. Saat terjadi kontak antara dua benda akan bekerja dua gaya kontak yaitu:

1. Gaya Normal (N)
   Gaya normal adalah gaya kontak yang kedudukannya tegak lurus bidang
   kontak dan arahnya menjauhi bidang kontak. Gambar 1.9. memperlihatkan
   gaya normal sebagai gaya kontak
   
   Perhatikan baik-baik gambar 1.9. dan lihat bahwa titik tangkap gaya normal (N) selalu terletak pada bidang kontak.
   .
2. Gaya Gesekan (f)
   gaya gesekan adalah gaya kontak yang kedudukannya berimpit dengan bidang kontak dan arahnya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda. Ada syarat khusus untuk gaya gesekan yaitu permukaan yang bersentuhan tidak boleh licin. Khusus mengenai gaya gesekan akan dibahas pada bab tersendiri.

Bagaimana, apakah Anda telah memahami uraian di atas? Jika sudah coba Anda kerjakan latihan berikut ini.

1. Beban yang terletak di atas meja datar dan licin, mengalami gaya-gaya F₁ = 20 N ke kanan, F₂ = 25 N ke kiri dan F₃ jika beban tetap diam. Berapakah besar F₃ dan ke mana arahnya?
2. Coba Anda perhatikan gambar di samping. Beban m yang massanya 5 kg dengan percepatan gravitasi 10 ms^-2, tergantung pada tali. Tentukan berapa besar gaya
   tegangan tali T₁ dan T₂!

Apakah jawaban Anda sudah betul? Selamat lagi Anda yang betul, jika belum jangan kecewa, silakan Anda coba sekali lagi.

1. F₃ = 5 N ke kanan
2. T₁ = 25 N
   T₂ = 25 N