Gaya dan Pesawat Sederhana

Pendahuluan

Gaya ada di sekitar kalian. Pernahkah kalian penasaran mengapa mengapa ketika bermain bulutangkis, kok yang dipakai selalu jatuh ke bawah, walaupun kok itu dipukul ke arah atas? Mengapa air terjun mengalir ke arah bawah, bukan ke arah atas? Mengapa sol sepatu kita tidak licin? Nah, di topik ini, kalian akan mengetahui jawaban dari semua pertanyaan di atas.

Apa yang dimaksud dengan gaya?

Gaya adalah gerakan yang menyebabkan perubahan posisi, arah, ataupun bentuk. Secara umum, gaya dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu;

  • Gaya gravitasi

Kembali lagi ke beberapa pertanyaan di pendahuluan – mengapa mengapa ketika bermain bulutangkis, kok yang dipakai selalu jatuh ke bawah, walaupun kok itu dipukul ke arah atas? Mengapa air terjun mengalir ke arah bawah, bukan ke arah atas? Nah, jawaban nya adalah karena adanya gaya gravitasi.

Apa itu gaya gravitasi? Gaya gravitasi adalah gaya tarik bumi yang menyebabkan benda-benda di bumi tidak melayang. Gaya gravitasi seolah-olah “menarik” benda-benda agar tidak melayang, membuat benda di bumi mempunyai berat.

Dari manakah asal gaya gravitasi? Gaya gravitasi berasal dari pusat bumi. Jika suatu benda berada di posisi yang lebih jauh dari pusat bumi, maka gaya gravitasinya semakin lemah.

  • Gaya gesek

Mengapa sol sepatu kita tidak licin? Apa yang terjadi jika sol sepatu kita sudah gundul? Kita akan lebih sering terpeleset bukan?

Sol sepatu kita dibuat agak kasar dan berpola agar kita tidak tergelincir saat berjalan. Makin kasar permukaan, makin besar gaya gesek yang ditimbulkan. Ini dikarenakan gaya gesek yang ditimbulkan saat sol sepatu dan lantai yang kalian pijak. Gaya gesek mencegah tergelincir saat berjalan karena menghambat gerakan kita ketika akan tergelincir. Sehingga, risiko tergelincir bisa dikurangi. Gaya gesek juga menghasilkan panas, walau seringkali kita tidak dapat merasakan panas yang dihasilkan gaya gesek.

 

  • Gaya magnet

Gaya magnet adalah pergerakan yang disebabkan oleh magnet. Beberapa jenis logam seperti besi, baja dan nikel dapat ditarik oleh magnet. Ini adalah contoh benda-benda magnetis. Namun, ada beberapa jenis logam seperti kuningan, aluminium, dan juga perunggu tidak dapat ditarik oleh magnet. Kayu, kain, dan juga plastik tidak dapat ditarik oleh magnet. Oleh karena itu, benda-benda tersebut dikelompokkan sebagai benda non magnetis.

Magnet memiliki dua kutub – utara, biasa ditandai dengan warna merah, dan selatan, yang biasa ditandai dengan warna biru tua. Kutub-kutub magnet ini adalah pusat dari kekuatan magnet, dimana kekuatan magnet terbesar berada.

Jika kutub utara suatu magnet didekatkan dengan kutub utara magnet lainnya, maka kedua magnet tersebut akan tolak menolak. Ini berlaku juga ketika kutub selatan yang didekatkan ke kutub selatan magnet lainnya. Sebaliknya, jika kutub utara suatu magnet didekatkan dengan kutub selatan magnet lainnya, akan terjadi tarik menarik.

Cara pembuatan magnet

  • Induksi

Lihatlah gambar yang paling kanan. Ketika paku tertarik magnet, paku tersebut akan memiliki sifat kemagnetan, sehingga dapat menarik benda-benda magnetis lainnya. Namun, sifat ini hanya sementara. Ketika kamu melepaskan paku dari magnet, paku itu tidak memiliki sifat kemagnetan.

 

  • Menggosok

Lihatlah gambar yang berada di tengah. Untuk membuat suatu benda magnetis memperoleh sifat kemagnetan, dapat dilakukan dengan cara menggosokkan salah satu kutub magnet berulang-ulang  pada benda yang ingin dijadikan magnet. Daya tahan magnet bergantung pada berapa lama penggosokkan dilakukan. Penggosokkan harus dilakukan dengan searah dan kuat.

 

  • Mengalirkan arus listrik (elektromagnet)

Lihatlah gambar yang paling kiri. Untuk membuat sebuah elektromagnet, lilitkan kawat pada paku sampai membentuk kumparan. Kemudian, sambungkan kawat kumparan tersebut pada baterai. Selama tersambung dengan baterai, paku memperoleh sifat kemagnetan dari arus listrik. Jika sambungan dengan baterai diputuskan, maka magnet itu tidak memiliki sifat kemagnetan. 

Pesawat Sederhana

Tanpa disadari, kita memakai pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari. Gunting, sapu, dan pembuka tutup botol adalah contoh dari pesawat sederhana yang kita pakai sehari-hari. Dengan adanya pesawat sederhana, pekerjaan sehari-hari dapat dilakukan dengan lebih mudah dan praktis. Ada 4 golongan pesawat sederhana, yaitu tuas/pengungkit, bidang miring, katrol, dan roda berporos.

  1. Tuas atau pengungkit

Ada 3 golongan pengungkit berdasarkan posisi kuasa, titik tumpu, dan juga beban.

  • Golongan I

Pernahkah kalian bermain jungkat jungkit? Nah, jungkat jungkit bisa dikelompokkan sebagai pengungkit golongan I. Mengapa golongan I? Karena titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Selain jungkat jungkit, gunting, linggis, dan tang juga termasuk pengungkit golongan I.

 

  • Golongan II

Pernahkah kalian melihat kereta sorong atau pemotong kertas? Nah, keduanya dikelompokkan sebagai pengungkit golongan II. Mengapa? Karena beban berada di antara kuasa dan tumpu.

 

  • Golongan III

Apa yang kalian gunakan saat menyapu rumah? Tentunya kalian memakai sapu. Nah, sapu juga termasuk pengungkit golongan III. Mengapa? Karena kuasa berada di antara titik tumpu dan beban. Tangan yang kalian gunakan untuk memegang gagang sapu bagian tengah berperan seagai kuasa, sedangkan tangan yang lain berperan sebagai titik tumpu.

2. Bidang miring

Saat kalian memotong sayur, apa yang kalian pakai? Tentunya pisau yang kalian pakai. Saat kalian memindahkan benda yang berat ke atas truk, apa yang kalian gunakan? Tentunya papan triplek yang berperan sebagai bidang miring. Dengan bidang miring, gaya yang dibutuhkkan untuk memindahkan barang ke atas truk berkurang. Namun, jarak yang ditempuh akan menjadi lebih jauh.

 

3. Katrol

Pernahkah kalian memakai katrol untuk menimba air di sumur? Katrol adalah golongan pesawat sederhana yang merupakan roda pada poros yang dihubungkan dengan tali atau rantai untuk memudahkan pekerjaan.

Katrol dibagi menjadi tiga golongan, yaitu:

  • Katrol tetap

Katrol yang digunakan untuk menimba air di sumur adalah jenis katrol tetap. Mengapa katrol tetap? Karena saat digunakan, katrol tidak berubah posisi.

  • Katrol bebas

Katrol bebas adalah kebalikan dari katrol tetap. Ketika digunakan, posisi katrol ini dapat berubah. Biasa, katrol jenis ini dipakai untuk memindahkan benda dengan cara menarik ke atas.

  • Katrol majemuk

Katrol jenis ini adalah kombinasi katrol tetap dengan katrol bebas

Gambar 1 menunjukkan katrol tetap. Gambar 2 menunjukkan katrol bebas. Gambar 3 menunjukkan katrol majemuk.

 

4. Roda berporos

Perhatikan roda yang ada pada sepeda, mobil, dan motor. Di tengah-tengah ada poros agar roda dapat berputar dengan bebas. Dengan adanya roda berporos, kendaraan dapat bekerja dengan efisien dan mudah.


Latihan Soal

1. Gaya yang bekerja pada saat benda terlontar dari alat yang dipegang anak seperti di gambar adalah ….. (UN 2011/2012)

  1. Gaya pegas
  2. gaya gesek
  3. gaya magnet
  4. gaya gravitasi        

2. Perhatikan gambar berikut!

Gaya yang dimanfaatkan untuk kegiatan terjun payung adalah … (UN 2012/2013)

  1. gaya gravitasi
  2. gaya otot
  3. gaya magnet
  4. gaya gesek                                                                                                                        

                                                                                      

3. Cara membuat magnet seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut adalah (UAS 2006/2007)

  1. konduksi
  2. gosokan
  3. induksi
  4. elektromagnet                                                                                                    

4. Gambar berikut menunjukkan Andi dan Dodi yang sedang memindahkan batu bata. Jenis pesawat sederhana yang digunakan adalah … (UN 2012/2013)

  1. tuas
  2. bidang miring
  3. roda berporos
  4. katrol   

5. Kegiatan seperti gambar membuktikan bahwa gaya dapat mengubah .. (UN 2011/2012)

  1. arah gerak benda
  2. kecepatan benda
  3. bentuk benda
  4. berat benda                                                                       

6. Perhatikan gambar berikut!

Prinsip kerja pesawat sederhana pada alat bermain anak-anak tersebut termasuk jenis … (US/M 2013/2014)

  1. katrol
  2. bidang miring
  3. pengungkit
  4. roda berporos          

 

7. Perhatikan gambar berikut!

Letak titik tumpu dan kuasa yang benar ditunjukkan oleh nomor … (UN 2010/2011)

  1. 1, 2, dan 3
  2. 1, dan 2
  3. 1, dan 3
  4. 2, dan 3