HUBUNGAN ANTARA GAYA DAN GERAK SERTA ENERGI

Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat mempengaruhi keadaan suatu benda. Gaya dapat menimbulkan perubahan gerak atau perubahan kecepatan. Meja yang didorong dapat bergerak karena mendapat gaya dorong. Jadi adanya gaya mempengaruhi gerak suatu benda. Alat yang digunakan untuk mengukur besar kecilnya gaya disebut dinamometer, satuannya adalah newton (N). Gaya dapat mempengaruhi keadaan suatu benda, antara lain menyebabkan:

v Benda diam menjadi bergerak.

Misalnya saat mendorong mobil mogok, mendorong meja, menarik gerobak pasir, menendang bola, tarik tambang.

v  Benda bergerak menjadi diam.

Pada saat naik sepeda, ketika mengerem sepeda menjadi lambat dan kahirnya berhenti. Berarti gaya dapat menyebabkan benda bergerak menjadi diam.

v Perubahan bentuk benda.

Contoh pada saat terjadi tabrakan mobil, mobil bisa berubah bentuknya karena gaya yang diberikan pada benda melebihi kekuatan bahan benda yang bertabrakan. Contoh lain adalah saat menggunakan lilin mainan (plastisin), kaleng minuman yang kosong jika diinjak dengan keras akan penyok.

v  Perubahan arah gerak benda.

Contoh pada saat pemain bola menyundul bola, bola berubah arah karena gaya yang diberikan pada bola.

B.    Macam-macam Gaya

1.      Gaya pegas adalah gaya yang terjadi akibat tarikan atau dorongan terhadap benda yang elastis. Gaya pegas menyangkut dua gaya, yaitu tarikan dan dorongan. Contohnya, penjepit kertas yang ditekan, karet gelang yang ditarik.

2.      Gaya listrik adalah gaya yang ditimbulkan karena adanya aliran listrik. Misalnya, penggaris plastik yang digosok dengan kain wol dapat menarik sobekan kertas kecil.

3.      Gaya gravitasi adalah gaya yang disebabkan oleh gaya tarik bumi. Jika kita melempar benda ke atas maka kecepatan jatuh benda tersebut akan lebih cepat jika mendekati bumi karena pengaruh gaya gravitasi bumi.

Misalnya buah kelapa jatuh ke bawah karena adanya pengaruh gaya gravitasi bumi.

Gaya tarik bumi menyebabkan semua benda mempunyai berat. Karena gaya gravitasi, manusia atau hewan dapat berjalan tegak dengan kaki di bawah seperti  biasanya. Seandainya di bumi tidak ada gaya gravitasi, maka manusia dan hewan tidak dapat berjalan tegak dengan kaki di bawah seperti biasanya melainkan melayang saat bergerak seperti di ruang angkasa yang gaya agravitasinya sangat kecil.

4.      Gaya magnet adalah gaya yang ditimbulkan karena adanya tarikan magnet terhadap benda-benda yang terbuat dari logam. Misalnya, magnet batang yang didekatkan pada kumpulan paku sehingga dapat tertarik. Contoh benda yang tidak bersifat magnetis pada umumnya benda yang terbuat dari plastik, kayu, dan karet.

Gaya tarik magnet memiliki kemampuan untuk menembus suatu benda. Contohnya pada karton yang di atasnya terdapat beberapa jarum dan di bawahnya ditempelkan magnet, ketika karton diangkat dengan tangan kiri dan magnet yang di bawah karton dipegang dengan tangan kanan dan digerak-gerakkan maka jarum yang berada di atas karton pun akan ikut bergerak, sesuai dengan arah gerakan magnetnya.

Kemampuan gaya tarik magnet dipengaruhi oleh jenis benda dan kemampuan magnetnya. Semakin kuat suatu magnet, semakin besar kemampuan gaya tariknya untuk menembus suatu benda.

5.      Gaya gesek adalah gaya yang terjadi akibat dua permukaan benda yang saling bergesekan. Semakin halus permukaan, semkain kecil gaya geseknya dan sebaliknya semakin kasar permukaan, gaya geseknya semakin besar. Misalnya, gesekan antara karet rem dengan pelek roda sepeda, gesekan antara ban sepeda dengan permukaan jalan, mengasah pisau menggunakan gerinda.

Gaya gesek dapat diperkecil atau diperbesar.

Berikut merupakan cara untuk memperkecil gaya gesek :

a.    Memberi  pelumas

b.    Menghaluskan permukaan yang  kedua benda yang bergesekan

c.    Memperkecil permukaan yang bersentuhan.  Contoh: untuk memperkecil gesekan antara kaki meja dengan lantai, maka pada kaki meja diberi roda.  Pemasangan roda ini akan memudahkan meja untuk ditarik atau didorong.

d.    Memasang bantalan peluru pada salah satu permukaan benda.

Gesekan dapat kita perbesar dengan cara :

a.    Memperkasar permukaan yang bentuhan,  misalnya pada bagian luar ban mobil, ban sepeda motor atau ban sepeda dibuat beralur-alur.

b.    Member pul pada sepatu bola, misalnya  pada bagian telapak sepatu pemain sepak bola berbentuk seperti paku-paku besar.

c.    Memperlebar permukaan yang bentuhan

d.    Menggunakan bahan karet

Gesekan dapat kita perbesar, misalnya pada bagian luar ban mobil, ban sepeda motor atau ban sepeda dibuat beralur-alur. Contoh lainnya adalah pada bagian telapak sepatu pemain sepak bola berbentuk seperti paku-paku besar.

Gaya gesekan dapat bermanfaat dan juga dapat merugikan. Dalam kehidupan sehari-hari dengan adanya gaya gesekan semua benda yang digerakkan akan terhenti, sepatu sepak bola  yang bagian telapaknya seperti paku-paku besar dapat dipakai untuk berlari tanpa terpeleset. Selain bermanfaat gaya gesek juga dapat merugikan. Contoh: ban mobil, ban sepeda motor, dan ban sepeda yang selalu digunakan dengan adanya gaya gesekan secara terus-menerus menyebabkan ban menjadi tidak beralur-alur (ban gundul) sehingga dapat menyebabkan kecelakaan.

6.      Gaya otot adalah gaya yang ditimbulkan oleh otot manusia atau hewan. Contohnya gaya otot yaitu: gerobak ditarik manusia, pedati ditarik kuda.

7.      Gaya mesin adalah gaya yang ditimbulkan oleh mesin. Misalnya, mobil dan sepeda motor dapat melaju kencang.

8.      Gaya Apung adalah gaya yang diberikan oleh air. Gaya apung dipengaruhi volume benda. Makin besar volume benda, makin besar gaya yang akan diberikan air.

C.    Hubungan antara Gaya dan Energi

Energi diartikan sebagai  kemampuan suatu benda dalam melakukan kerja. Jelaslah bahwa ada hubungan antara gaya dan energi. Dalam keseharian energi disebut tenaga. Energi yang dimiliki batu yang terlontar disebut energi gerak atau energi kinetik. Jadi semua benda yang bergerak memiliki energi kinetik, misal mobil melaju, orang berlari atau bola melambung.

Pada ketapel energi kinetik tidak hanya dimiliki oleh batu, karet pentil yang melemparkan batu juga memiliki energi. Pada saat ditarik karet pentil memiliki energi potensial. Energi potensial tersebut ditimbulkan oleh gaya pegas. Oleh sebab itu energi potensial karet disebut energi potensial pegas. Permainan jungkat-jungkit juga berhubungan dengan energi potensial. Saat anak berada di atas, ia memiliki energi potensial. Energi potensial anak itu dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Karenanya energi potensial anak tersebut dinamakan energi potensial gravitasi. Semua benda pada ketinggian memiliki energi potensial gravitasi. Misalnya mangga yang menggantung dan lampu yang tergantung.

Selain energi kinetik dan potensial, masih ada bentuk energi yang lain. Energi tersebut adalah sebagai berikut.

·         Energi panas, yaitu energi dalam bentuk panas. Energi panas juga disebut energi kalor. Energi panas berasal dari matahari, api, ataupun benda panas lainnya.

·         Energi kimia, yaitu energi yang timbul akibat reaksi kimia. Contohnya, energi kimia di dalam tubuh kita. Energi tersebut berasal dari pembakaran bahan makanan. Kita menggunakannya untuk bergerak. Contoh lainnya adalah energi kimia dalam bahan bakar. Energi tersebut digunakan untuk menjalankan mesin. Contohnya, mobil, motor, dan pesawat terbang.

·         Energi Listrik yaitu energi yang dimiliki arus listrik. Energi listrik merupakan energi yang paling banyak digunakan.

·         Energi bunyi, yaitu energi yang dimiliki oleh bunyi. Kita dapat membuktikan bahwa bunyi mempunyai energi. Saat mendengar bunyi sangat keras, telinga kita menjadi sakit. Bunyi pesawat jet yang terbang rendah dapat memecahkan kaca jendela.

·         Energi cahaya, yaitu energi yang dimiliki cahaya. Contohnya, penggunaan laser untuk memotong logam. Laser juga digunakan untuk mengiris bagian tubuh yang akan dioperasi.

·         Energi Nuklir, energi nuklir adalah energi yang terdapat pada inti atom.