GAYA
Vektor Gaya
Gaya adalah besaran vektor, jadi dapat digambarkan dengan garis dan harus memenuhi ketentuan sbb; titik tangkap gaya, besar gaya, arah gaya.
Menentukan besarnya gaya dan garis kerja gaya
Besarnya gaya dilukiskan sebagai garis lurus dan panjang garis itu menyatakan besarnya gaya. Satuan gaya menurut SI adalah Newton (N) atau Kg m/s².
Untuk melukiskan besarnyaa gaya digunakan perbandingan / skala gaya. Misalnya, 1 cm garis menggambarkan gaya 1 newton, maka gaya sebesar 10 N digambarkan dengan garis 10 cm. Gaya dapat dipindahkan di sepanjang garis kerjanya asalkan arah dan besarnya sama.
L adalah panjang anak panah yang menurut skala menggambarkan besarnya gaya F ( vektor AB = AB ).
Menentukan arah gaya
Arah gaya dapat digambarkan sebagai anak panah.
Menentukan titik tangkap gaya
Titik tangkap gaya adalah titik tempat sebuah gaya mulai bekerja. Jadi, titik tangkap gaya dapat digambarkan dengan sebuah titik yang ditempatkan di pangkal garis gaya.
Titik A adalah titik tangkap gaya F yang arahnya ke kanan
Contoh 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 diujung kanan adalah titik tangkap gaya dan tanda panah di ujung kiri adalah gerak gaya.
Memindahkan gaya
Sebuah gaya F dapat dipindah tempatnya di sepanjang garis kerjanya, tanpa mengurangi pengaruh gaya tersebut terhadap benda. Misalnya, kita menarik sebuah benda dengan seutas tali (berat tali diabaikan) dengan gaya sebesar F maka apakah tali itu ditambahkan pada titik A atau B, hasilnya akan tetap.
Susunan 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.
Gaya yang menggantikan beberapa buah gaya disebut gaya pengganti atau Resultan ( R ). Gaya – gaya yang digantikan disebut komponen. Mengganti beberapa gaya menjadi sebuah gaya ( R ) disebut menyusun gaya.
Menyusun gaya dapat dilakukan dengan 2 cara:
- Cara grafis ( melukis )
- Cara analisis ( menghitung )
Menyusun gaya secara grafis
- Beberapa buah gaya pada satu garis dan arahnya sama
Contoh:
Tiga buah gaya yang arah dan garis kerjanya sama, yaitu; F1 = 50 N, F2 = 40 N, dan F3 = 30 N maka arah resultannya tetap sama dan besarnya adalah jumlah dari ketiga gaya tersebut R = 50 N + 40 N + 30 N = 120 N.
- Beberapa buah gaya dengan arah berlawanan pada satu garis kerja
Jika dua buah gaya bekerja dan berlawanan arahnya maka besarnya resultan adalah selisih dari kedua gaya tersebut dan arahnya mengikuti arah gaya yang lebih besar. Jika kedua gaya sama besarnya dan berlawanan arahnya maka besarnya resultan adalah nol, artinya benda dalam keadaan setimbang atau diam.
Contoh:
F1 = 60 N, F2 = 30 N, arahnya berlawanan, dan garis kerjanya sama maka besarnya resultan adalah:
R = F1 – F2
= 60 N – 30 N
= 30 N arahnya sama dengan arah F1
- Menyusun gaya dengan metode paralelogram
Misalnya, dua buah gaya F1 dan F2 dengan arah yang berbeda membentuk sudut ɵ, di titik A maka resultan R diperoleh dari garis sudut menyudut yang dibentuk dari jajar genjang dengan sisi – sisi F1 dan F2 serta arah resultannya adalah dari A ke R.
Gaya lebih dari dua:
- Menyusun gaya denga metode segitiga
Dilakukan dengan melukis segitiga dengan sisi – sisi F1 dan F2. Segitiga didapatkan dengan memindahkan salah satu gaya ke ujung gaya yang lain dan arahnya tetap.
- Menyusun gaya dengan metode poligon
Yaitu dengan memindahkan gaya F2 ke ujung F1,
F3 ke ujung F2, dan seterusnya. Gaya yang dipindahkan harus sama besar dan arahnya. Resultan adalah garis yang menghubungkan dari titik A sampai ujung gaya terakhir.
- Menyusun gaya – gaya yang bekerja pada satu bidang dengan titik tangkap sendiri – sendiri
Ada tiga macam:
- Dua buah gaya yang sejajar dan searah.
- Dua buah gaya yang sejajar dan arah berlawanan.
- Dua buah gaya yang tidak sejajar dan arah berlainan.
- Menyusun lebih dari dua gaya yang terletak pada sebuah bidang dengan titik tangkap sendiri – sendiri
Batang AB ditarik oleh lima buah gaya yang tidak searah. Titik tangkapnya di C, D, E, G dan H. Untuk menentukan arah dan besarnya resultan digunakan lukisan poligon.
Caranya:
Menentukan titik O yang letaknya sembarang. Titik O ini dinamakan titik kutub, maka lukisan poligon disebut lukisan kutub. Anda sambungkan titik O dengan titik awal dan akhir setiap gaya yang dihubungkan di ujung dan pangkalnya dengan arah yang sesuai denga masing – masing gaya. Garis yang menghubungkan pangkal gaya F1 dengan O ditandai dengan nomor 1, garis yang menghubungkan pangkal gaya F2 atau ujung F1 dengan O ditandai dengan nomor 2, pangkal F3 atau ujung F2 dengan O ditandai dengan nomor 3 dst. Nomor 1, 2, 3, 4, 5, 6 disebut jari – jari kutub. Kemudian garis nomor 1 dipindahkan sejajar memotong gaya F1 di sembarang tempat di titik I, dari titik I dibuat garis sejajar nomor 2 yang memotong gaya F2 di titik II... dst. Selanjutnya, dari titik V ditarik garis yang sejajar dengan nomor 6 hingga berpotongan dengan garis yang dibuat pertama kali sejajar nomor 1 di titik M. Kemudian dari titik M dibuat garis yang sejajar dengan garis yang dihubungkan dari pangkal F1 dan ujung F5 pada lukisan kutub. Garis yang melalui M tersebut adalah garis kerja resultan R. Garis yang melalui M tersebut memmotong AB di P. Titik P merupakan titik tangkap resultan. Besarnya resultan sama dengan panjang garis yang dihubungkan dari pangkal gaya F1 dengan ujung gaya F5.
Menyusun Gaya secara Analisis
- Dua buah gaya dengan satu garis kerja dan arahnya sama
Besarnya resultan adalah jumlah kedua gaya tersebut dan arahnya sama. Titik tangkap terletak pada garis kerja gaya tersebut.
Misalkan:
Resultan = F1 + F2
= 50 N + 70 N
= 120 N
- Dua buah gaya dengan satu garis kerja dan arahnya berlawanan
- Dua buah gaya yang saling tegak lurus sesamanya
- Dua buah gaya yang bekerja pada satu titik tangkap, arahnya berbeda, dan membentuk sudut ɑ
Menguraikan Gaya secara Grafis dan Analisis
Tidak ada komentar:
Posting Komentar