MACAM-MACAM GAYA YANG MEMPENGARUHI KEHIDUPAN

Elastisitas

Elastisitas merupakan salah satu sifat mekanik bahan yang dapat menunjukkan kekuatan, ketahanan dan kekakuan bahan tersebut terhadap gaya yang dikenakan padanya.
Tegangan didefinisikan sebagai gaya persatuan luas.
Secara matematis:
σ = F/A
Dimana σ = Tegangan (N/m2 atau Pa)
F = gaya (N)
A = luas penampang (m2)
Apabila sebuah benda diberi beban, benda akan mengalami pertambahan panjang sebesar Δx. Jika panjang awal adalah x, tegangan (ε) didefinisikan sebagai

Untuk benda elstis
Perbandingan antara tegangan dan regangan dinamakan sebagai modulus elastisitas atau modulus young (E)

“Perubahan panjang suatu pegas berbanding lurus (linier) dengan gaya tarik atau gaya tekan yang diberikan pada pegas tersebut”

dimana F = Gaya yang diberikan;
Δx = Pertambahan panjang.
Nilai , namun ada faktor pengali. Faktor pengali ini disimbolkan dengan huruf k sehingga
rumusan hukum Hooke
Nilai k untuk tiap bahan berbeda-beda dan merupakan ciri khusus dari tiap bahan. Nilai k ini dinamakan sebagai konstanta pegas.
Apabila suatu pegas ditarik gaya sebesar F maka pegas tersebut akan bertambah besar sepanjang . Namun pada keadaan tertentu dimana gaya yang diberikan melebihi batas kemampuan dari pegas, maka pegas tidak dapat bertambah panjang lagi. Artinya hukum hooke tidak berlaku lagi. Dalam keadaan seperti ini pegas dikatakan sudah rusak.
Apabila gaya yang dikenakan pada pegas dihilangkan, maka pegas akan bergerak secara berosilasi menuju titik keseimbangan ( keadaan awal ).
Besarnya gaya yang diperlukan untuk kembali ke titik keseimbangan ini dinamakan sebagai gaya pemulih. Berdasarkan hukum III Newton, maka besarnya gaya pemulih sama dengan gaya yang diberikan untuk menarik pegas, hanya tandanya berlawanan.
tanda (-) menunjukan bahwa gaya pemulih berlawanan dengan gaya penyebabnya.
Simpangan terjauh dari titik keseimbangannya dinamakan seBagai amplitudo A. Selama geraknya, pegas memenuhi persamaan
Periodenya adalah
sedangkan frekuensinya
Energi potensial yang dimiliki pegas adalah
Rangkaian pegas.
Rangkaian seri
2 pegas atau lebih yang dirangkai secara seri akan memiliki nilai konstanta pegas total sebesar

1. Gaya Magnet

Kamu tentu pernah bermain dengan magnet yang dapat menarik bendabenda yang mengandung logam. Tahukah kamu dari mana magnet itu berasal? Magnet berasal dari batuan yang mengandung logam besi. Batuan logam tersebut diolah sampai akhirnya menjadi magnet. Tarikan atau dorongan yang disebabkan oleh magnet disebut gaya magnet. Apakah semua benda dapat ditarik oleh magnet? Tidak semua benda dapat ditarik oleh magnet. Hanya benda-benda yang memiliki sifat tertentu saja yang dapat ditarik oleh magnet.

a. Mengelompokkan benda yang bersifat magnetis dan tidak magnetis

Benda- benda yang dapat tertarik oleh magnet disebut benda yang bersifat magnetis sedangkan benda-benda yang tidak dapat tertarik oleh magnet disebut benda yang tidak magnetis.

b. Menunjukkan kekuatan gaya magnet

Pada kegiatan sebelumnya kamu telah mengtahui benda-benda apa saja yang memiliki sifat magnetis atau dapat tertarik oleh magnet. Magnet memiliki kekuatan untuk menarik benda-benda yang memiliki sifat magnetis.

1) Garis gaya magnet

Kekuatan gaya tarik magnet tidaklah merata di seluruh bagiannya. Bagian manakah yang memiliki kekuatan gaya magnet paling besar? Pada saat batang magnet di letakkan di bawah kertas HVS yang terdapat serbuk besi maka serbuk besi akan membentuk pola-pola garis yang disebut garis gaya magnet. Perhatikan garis gaya magnet dan pola garis yang dibentuk oleh serbuk besi seperti tampak pada gambar berikut.

Daerah yang dilingkupi oleh garis gaya magnet merupakan medan magnet. Pada gambar tampak serbuk besi banyak berkumpul di ujungujung magnet. Ujung-ujung magnet disebut juga kutub magnet. Pada bagian inilah magnet memiliki kekuatan terbesar dibandingkan bagian magnet lainnya.

2) Pengaruh jarak benda magnetis terhadap kekuatan gaya magnet

Kekuatan gaya magnet selain dipengaruhi oleh garis gaya magnet juga dipengaruhi oleh jarak benda magnetis.

3) Kutub senama dan tidak senama pada magnet

Kekuatan magnet terbesar terletak pada bagian ujung-ujung magnet atau kutub magnet. Magnet memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan.
Kutub-kutub magnet memiliki sifat yang istimewa. Jika kamu mendekatkan kutub-kutub magnet yang senama (utara dan utara atau selatan dan selatan) maka keduanya akan tolak-menolak. Apabila kamu mendekatkan kutub-kutub magnet yang tidak senama (utara dan selatan) maka keduanya akan saling tarik menarik.

c. Penggunaan Magnet dalam Kehidupan Sehari-hari

Pernahkah kamu melihat dinamo mobil mainan atau dinamo yang terdapat di sepeda? Dinamo merupakan salah satu alat yang menggunakan magnet di dalamnya. Alat lain dalam kehidupan sehari-hari yang juga menggunakan magnet di antaranya adalah pengunci kotak pensil atau tas, kompas, speaker radio, mikrofon, antena pada mobil remot kontrol, dan alarm pengaman mobil. Magnet juga digunakan pada alat-alat berat untuk mengangkut bendabenda dari besi. Magnet tersebut berasal dari aliran listrik oleh karena itu disebut elektromagnet. Jika tidak ada aliran listrik maka sifat kemagnetannya akan hilang.

d. Membuat magnet

Magnet berasal dari kata "magnesia" yang merupakan nama sebuah daerah kecil di Asia. Orang yang pertama kali menemukan magnet adalah Magnus. Pada saat itu tongkatnya tertarik oleh batuan. Batu itulah yang kemudian dinamakan magnet. Seiring dengan teknologi yang semakin maju, maka dibuatlah magnet buatan. Bahan yang dapat dibuat untuk membuat magnet adalah besi atau baja. Besi lebih mudah dibuat menjadi magnet namun kemagnetannya cepat hilang. Baja sangat sukar dibuat magnet. Namun demikian, kemagnetannya lebih tahan lama dibandingkan dengan magnet yang dibuat dari besi. Terdapat beberapa cara dalam pembuatan magnet di antaranya adalah cara induksi, menggosok, dan mengalirkan arus listrik.

1) Cara induksi

Magnet dapat dibuat dengan cara induksi, yaitu mendekatkan atau menempelkan magnet pada benda yang akan dijadikan sebagai magnet, contohnya paku. Benda magnetis yang menempel pada magnet dapat menarik benda-benda magnetis lainnya, contohnya jarum atau paku payung.

2) Cara Menggosok

Magnet dapat dibuat dengan cara menggosok benda yang akan dijadikan magnet dengan magnet batang yang kita miliki atau terdapat di sekolah. Untuk mendapatkan magnet dengan cara menggosok, lakukanlah langkah-langkah berikut ini. a) Letakkan sebatang besi atau baja yang akan dijadikan magnet di atas meja. b) Gosokkan salah satu kutub magnet pada besi atau baja tersebut dengan kuat dan searah. c) Lakukan gosokkan tersebut berulang-ulang. Semakin lama menggosok maka semakin kuat kemagnetannya.

3) Mengalirkan arus listrik

Untuk membuat magnet dengan cara mengalirkan arus listrik, kita membutuhkan paku yang cukup besar, kawat kumparan, dan batu baterai sebagai sumber arus listriknya. Perhatikan cara pembuatan magnet dengan mengalirkan arus listrik berikut ini! a) Lilitkan paku dengan kawat kumparan. Semakin banyak kumparan maka kemagnetannya akan semakin kuat b) Sambungkan kedua kawat kumparan pada batu baterai. c) Dekatkan paku tersebut dengan jarum atau paku payung maka jarum dan paku payung akan menempel pada paku.

2. Gaya Gravitasi

 Pada bagian sebelumnya kamu telah mempelajari gaya magnet yang dapat menarik benda-benda yang bersifat magnetis. Buah mangga yang ada di atas pohonnya dapat jatuh ke bawah karena adanya gaya tarik dari bumi. Pada saat kamu melempar bola ke atas, bola itupun akan jatuh ke bawah. Gaya tarik bumi inilah yang disebut gaya gravitasi. Gaya gravitasi yang terjadi pada benda yang jatuh dari ketinggian tertentu tentunya berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena gaya gravitasi dipengaruhi oleh ukuran dan bentuk benda tersebut. Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Bumi yang mempunyai massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada di luar angkasa seperti meteor, satelit buatan manusia, dan bulan. Gaya tarik ini menyebabkan benda-benda tersebut selalu berada di tempatnya.

Bagaimana apabila tidak ada gaya gravitasi? Gravitasi menyebabkan benda bergerak ke bawah. Buah yang jatuh dari pohonnya, air yang mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah, dan bola yang dilempar ke atas akan kembali jatuh ke tanah merupakan beberapa pristiwa yang menunjukkan bahwa gravitasi menyebabkan benda bergerak ke bawah. Apa yang akan terjadi apabila tidak ada gaya gravitasi di bumi? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, kamu mungkin pernah melihat film atau berita mengenai astronot yang ada di bulan. Astronot tersebut dapat melayang-layang di bulan karena gaya gravitasi di bulan sangat kecil. Hal yang sama akan terjadi pada benda-benda yang ada di bumi apabila gaya gravitasi tidak ada. Kita akan melayang-layang di udara tanpa bisa menyentuh tanah.

 

3. Gaya Gesekan

Apa yang akan terjadi apabila kita berjalan di lantai yang licin? Mengapa kita merasakan kesulitan apabila berjalan di atas lantai yang licin. Permasalahan ini berhubungan dengan gaya gesekan. Gaya gesekan merupakan gaya yang ditimbulkan oleh dua pemukaan yang saling bersentuhan. Lantai yang licin membuat kita sulit berjalan di atasnya karena gaya gesekan yang terjadi antara kaki kita dengan lantai sangat kecil.

a. Membandingkan gerak benda pada permukaan yang berbeda-beda

Di awal telah dibahas bahwa gaya gesekan timbul karena adanya sentuhan antara dua permukaan. Permukaan yang halus dan kasar memiliki gaya gesekan yang berbeda.

b. Memperbesar dan memperkecil gaya gesekan

Gaya gesekan dapat diperbesar ataupun diperkecil disesuaikan dengan tujuannya. Dalam kehidupan sehari-hari kita jumpai berbagai cara yang dilakukan untuk memperkecil atau memperbesar gaya gesekan, di antaranya adalah sebagai berikut: 1) Pemberian pelumas atau oli pada roda atau rantai sepeda agar gesekannya dapat diperkecil. 2) Penggunaan kayu yang berbentuk bulat untuk mendorong benda agar lebih mudah. Apabila kita mendorong meja atau lemari yang cukup berat maka digunkan gelondongan kayu agar gaya gesekan yang tejadi dapat diperkecil. 3) Penggunaan pul pada sepatu pemain bola. Hal ini bertujuan agar gaya gesekan dapat diperbesar sehingga pemain bola tidak tergelincir pada saat berlari dan menendang bola. 4) Membuat alur-alur pada ban mobil atau motor. Untuk menghindari permukaan licin pada jalan yang dilewatinya, pada ban motor dan mobil terdapat alur-alur. Alur-alur ini bertujuan untuk memperbesar gaya gesekan antara ban dan permukaan jalan.

c. Manfaat dan kerugian dengan adanya gaya gesekan dalam kehidupan sehari-hari

Gaya gesekan yang sedang kita bahas memiliki manfaat dan kerugian. Manfaat dan kerugian ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari.

1) Manfaat gaya gesekan dalam kehidupan sehari-hari

Beberapa manfaat gaya gesekan yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

a) Membantu benda bergerak tanpa tergelincir

Kita dapat berjalan di atas lantai karena adanya gaya gesekan antara sepatu dengan lantai yang meyebabkan kita tidak tergelincir saat berjalan. Selain itu, permukaan aspal jalan raya dibuat agak kasar. Hal ini bertujuan agar mobil tidak slip ketika bergerak di atasnya. Adanya gesekan antara ban dan aspal menyebabkan mobil dapat bergerak tanpa tergelincir.

b) Menghentikan benda yang sedang bergerak

Apa yang akan terjadi apabila sepeda yang kamu naiki tidak memiliki rem? Rem pada sepeda digunakan agar sepeda yang kita naiki dapat berhenti ketika sedang bergerak. Gesekan antara karet rem dengan peleg membuat laju sepeda akan semakin lambat ketika di rem.

2) Kerugian gaya gesekan dalam kehidupan sehari-hari

Selain memiliki manfaat, gaya gesekan juga memiliki kerugian. Berikut beberapa kerugian yang ditimbulkan oleh gaya gesekan dalam kehidupan sehari-hari.

a) Menghambat gerakan

Gaya gesekan menyebabkan benda yang begerak akan terhambat gerakannya. Adanya gesekan antara ban sepeda dengan aspal membuat kita harus mengayuh sepeda dengan tenaga yang lebih besar. Hal ini menunjukkan bahwa gaya gesekan menghambat gerakan suatu benda.

b) Menyebabkan aus

Ban sepeda kita menjadi gundul atau sepatu yang kita pakai untuk sekolah bagian bawahnya menjadi tipis diakibatkan oleh gesekan antara ban atau sepatu dengan aspal. Jadi, gesekan menyebabkan benda-benda menjadi aus.