Bagaimana mungkin sebuah perahu mendorong sebuah kapal yang lebih berat darinya ? mengapa diperlukan jarak yang jauh untuk mengentikan mobil massanya sangat besar ketika mobil tersebut bergerak ? mengapa kaki kita terasa lebih sakit ketika menendang sebuah batu besar dibandingkan dengan ketika kita menendang sebuah batu kerikil ? mengapa lebih sulit mengendalikan mobil di atas jalan yang licin ?
Anda bingung dan kesulitan dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan di atas ?
Jawaban dari pertanyaan di atas dan pertanyaan serupa akan membawa kita pada masalah Dinamika, yakni hubungan antara gerak dan gaya yang menyebabkannya. Pada pokok bahasan kinematika, kita telah belajar mengenai gerak benda. Dalam pokok bahasan ini kita mempelajari tentang penyebab gerak benda.
Pada pokok bahasan Dinamika, kita menggunakan besaran kinematika seperti jarak/ perpindahan, kecepatan dan percepatan yang dihubungkan dengan dua konsep baru, yaitu gaya dan massa. Prinsip ini dikemas dalam tiga hukum Newton yang akan kita pelajari nanti. Hukum pertama menyatakan bahwa jika gaya total pada sebuah benda sama dengan nol, maka gerak benda tidak berubah. Hukum kedua meyatakan hubungan antara gaya dan percepatan ketika gaya gaya total tidak sama dengan nol. Hukum ketiga menyatakan hubungan antara gaya-gaya yang bekerja antara dua benda yang berinteraksi. Hukum Newton tidak berlaku secara umum, namun masih membutuhkan modifikasi untuk benda yang bergerak dengan kecepatan sangat tinggi (mendekati kecepatan cahaya) dan untuk benda dengan ukuran sangat kecil (seperti atom).
Hukum tentang gerak pertama kali dinyatakan oleh Sir Isaac Newton, yang dipublish pada tahun 1687 dalam bukunya Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (“mathematical Principles of Natural Philosophy”). Hukum tersebut dikembangkan Newton berkat sumbangan ilmuwan lain dalam menetapkan dasar ilmu mekanika, di antaranya adalah Copernicus, Ticho Brahe, Kepler dan khususnya Galileo Galilei, yang meninggal pada tahun yang sama dengan kelahiran Newton.
Sebelum melangkah lebih jauh dan masuk jurang, terlebih dahulu mari kita pahami konsep gaya secara kualitatif.
Sebelum melangkah lebih jauh dan masuk jurang, terlebih dahulu mari kita pahami konsep gaya secara kualitatif.
Gaya itu apa ya ?
Anda pasti sering mendengar atau bahkan selalu menggunaka kata ini (gaya) dalam kehidupan sehari-hari. Arti kata Gaya dalam kehidupan sehari-hari agak berbeda dengan pengertian gaya dalam ilmu fisika.
Pernahkah anda mendorong motor atau mobil yang mogok ? ketika mendorong motor atau mobil tersebut, anda memberikan gaya pada mobil atau motor tersebut. Akibat gaya yang anda berikan, mobil atau motor tersebut bergerak. Ketika kita menggunakan lift dari lantai dasar ke lantai empat, misalnya, lift tersebut melakukan gaya angkat terhadap kita sehingga kita bisa berpindah dari lantai satu ke lantai empat. Ketika angin meniup dedaunan sehingga membuatnya bergerak, ada sebuah gaya yang sedang diberikan. Sebuah meja akan bergerak jika anda mendorongnya, karena pada saat mendorong, anda memberikan gaya pada meja tersebut. Masih banyak contoh lain dalam kehidupan sehari-hari, anda dapat menyebutkannya satu-persatu….
Berdasarkan intuisi, kita menggambarkan gaya sebagai semacam dorongan atau tarikan terhadap suatu benda. Dorongan atau tarikan tersebut menyebabkan benda bergerak. Ketika mendorong motor sehingga motor tersebut bergerak, maka gaya yang bekerja pada motor tersebut diakibatkan oleh dorongan. Kita bisa mengatakan bahwa gaya yang diakibatkan oleh dorongan merupakan jenis gaya sentuh, karena terdapat kontak langsung antara benda dan sumber gaya. Bagaimana dengan tarikan ? ketika buah mangga yang lezat dan ranum jatuh dari pohon, sehingga membuat anda lari pontang-panting untuk mengambilnya, yang menjadi penyebab jatuhnya buah mangga tersebut adalah gaya gravitasi. Gaya gravitasi menyebabkan buah pepaya, jeruk dan kelapa bisa jatuh dari pohonnya. Gaya gravitasi juga yang menyebabkan semua benda atau manusia jatuh ke permukaan bumi. Perhatikan bahwa pada kasus jatuhnya buah mangga atau buah jeruk dari pohonnya tersebut tidak sama seperti ketika anda mendorong motor atau mobil hingga bergerak. Tidak ada kontak langsung atau sentuhan yang terjadi sehingga buah-buah kesayangan anda tersebut jatuh. Gaya seperti ini diakibatkan oleh tarikan, bukan dorongan dan termasuk gaya tak sentuh.
Apakah gaya selalu menyebabkan benda bergerak ? ayo dijawab, salah gpp…..
Ketika mendorong tembok rumah anda, misalnya, walaupun anda sampai banjir keringat atau lemas tak berdaya sambil mengeluarkan air mata buaya, tembok tersebut tetap tidak akan bergerak. Apakah contoh itu tidak termasuk gaya ? ketika mendorong tembok, anda juga memberikan gaya pada tembok tersebut. Walaupun demikian, gaya anda sangat kecil sehingga tidak mampu merubuhkan tembok itu. Ini hanya salah satu contoh yang menunjukan bahwa tidak semua gaya dapat menghasilkan gerakan.
Bagaimana kita mengukur gaya ? satu cara yang digunakan untuk mengukur gaya adalah dengan menggunakan neraca pegas. Biasanya neraca itu digunakan untuk menimbang berat sebuah benda. Istilah berat dan massa akan kita kupas tuntas pada pembahasan tersendiri, tetapi masih dalam pokok bahasan Dinamika.
Ingat bahwa gaya adalah besaran vektor. Mengapa gaya digolongkan dalam besaran vektor ? ketika anda mendorong meja, misalnya, jika anda hanya mengatakan bahwa : “saya mendorong meja dengan gaya 50 N”, maka pernyataan ini masih membingungkan. Anda mendorong meja ke arah mana ? oleh karena itu anda juga harus menyebutkan arah gerak benda yang didorong. Jadi gaya termasuk besaran yang memiliki nilai dan arah. Karena gaya merupakan besaran vektor maka dalam menyatakan arahnya pada sebuah diagram, kita harus menggunakan aturan-aturan vektor. Mengenai hal ini sudah gurumuda jelaskan pada pokok bahasan vektor dan skalar (besaran dan satuan). Apabila anda belum mempelajarinya, sebaiknya dipelajari terlebih dahulu agar anda tidak kebingungan atau gak nyambung dengan pelajaran selanjutnya…. OK BOS ? santai saja…
Referensi :
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Tidak ada komentar:
Posting Komentar