Rumus Resultan Gaya dan Contoh Soalnya – Dalam pelajaran Fisika tentunya kita pernah diajarkan mengenai materi gaya dan resultan gaya. Pengertian gaya menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) adalah tarikan atau dorongan yang digunakan untuk membuat benda bergerak bebas. Misalnya kita memindahkan kursi dengan cara menariknya, maka kursi tersebut diberikan gaya.
Gaya secara umum dapat dibedakan menjadi beberapa jenis. Jenis jenis gaya ini dapat berupa gaya magnet, gaya gesek, gaya listrik statis, gaya graviasi bumi, gaya otot dan sebagainya. Jika membahas tentang gaya, maka akan berhubungan dengan adanya resultan gaya. Apa pengertian resultan gaya? Bagaimana rumus resultan gaya? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal resultan gaya?
Secara umum gaya dapat mempengaruhi gerakan benda sehingga dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Contohnya saat naik sepeda, agar sepeda dapat melaju maka pegas dapat dikayuh dengan kaki. Kegiatan bersepeda ini merupakan contoh gerakan benda yang dipengaruhi oleh gaya. Gaya tidak hanya dapat menimbulkan gerakan, namun juga dapat menghentikan benda. Nah pada kesempatam kali ini saya akan menjelaskan tentang rumus resultan gaya dan contoh soal resultan gaya. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.
Contents
Rumus Resultan Gaya dan Contoh Soalnya
Dalam pembahasan tentang resultan gaya ini terdapat beberapa hal yang dibahas seperti pengertian resultan gaya, rumus dan contoh soalnya. Selain itu adapula macam macam resultan gaya tersebut.
Seperti yang kita tahu bahwa gaya merupakan interaksi yang mengakibatkan perubahan gerak pada benda bermassa, baik dalam konstruksi geometris maupun bentuk arahnya. Dengan kata lain gaya ini memang dapat membuat benda diam menjadi berpindah arah, bergerak dan merubah bentuk dari benda itu sendiri. Perubahan arah yang terjadi pada benda tersebut membuat besaran gaya menjadi kuantitas vektor.
Gaya tersebut dapat dilambangkan dengan huruf F, dimana satuan yang dimiliki dapat berupa Newton (N). Kata Newton berasal dari ilmuan besar dan ahli Matematika yang bernama Sir Isaac Newton. Gaya tersebut selalu dikaitkan dengan adanya resultan gaya. Apa itu resultan gaya? Bagaimana rumus resultan gaya? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal resultan gaya?
Baca juga : Pengertian Tekanan Hidrostatis, Rumus, dan Contoh Soalnya
Pengertian Resultan Gaya
Sebelum masuk ke dalam pembahasan yang lebih mendalam, mari kita pahami terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan resultan gaya. Gaya adalah besaran vektor yang menimbulkan pengaruh pada suatu benda, baik itu berupa dorongan atau tarikan. Ketika benda dikenai lebih dari satu gaya, maka rumus resultan gaya adalah hasil penjumlahan atau pengurangan vektor-vektor gaya tersebut. Jika rumus resultan gaya pada suatu benda adalah nol, maka benda tersebut berada dalam keadaan keseimbangan atau bergerak dengan kecepatan konstan.
Resultan gaya adalah gaya pengganti yang berasal dari semua gaya (dua atau lebih gaya) yang bekerja pada sebuah gaya. Di bawah ini terdapat beberapa sifat terkait resultan gaya yaitu sebagai berikut:
- Jika bekerjanya beberapa gaya memiliki arah yang sama, maka gaya yang satu akan menjadi penguat dari gaya lainnya.
- Jika bekerjanya beberapa gaya memiliki arah yang berlawanan, maka gaya yang satu akan menjadi pelemah dari gaya lainnya.
- Nilai gaya akan negatif jika arahnya ke kiri dan ke bawah.
- Nilai gaya akan positif jika arahnya ke kanan dan ke atas.
- Resultan gaya memiliki arah yang nilainya lebih besar dibandingkan gaya lainnya.
Selain pengertian di atas, resultan gaya juga dapat diartikan sebagai sekumpulan dari beberapa gaya yang bekerja pada sebuah benda.
Macam dan Jenis Resultan Gaya
Fisika adala cabang ilmu yang mengkaji berbagai fenomena di lingkungan sekitar. Salah satu kosnep dasar yang perlu kita pelajari adalah rumus resultan gaya. Tapi untuk mempelajarinya, siswa perlu menguraikan terlebih dulu jenis jenis resultan gaya berdasarkan arahnya.
Setelah menjelaskan tentang pengertian resultan gaya di atas. Selanjutnya saya akan membahas tentang jenis jenis resultan gaya beserta rumus resultan gaya di dalamnya. Adapun jenis jenisnya yaitu sebagai berikut:
Resultan Gaya Searah
Saat dua atau lebih gaya bekerja pada sebuah benda dan mempunyai arah segaris atau sama. Maka kita dapat mengganti gaya tersebut dengan gaya lainnya, sehingga benda itu memiliki besar gaya yang sama karena berasal dari penjumlahan beberapa gaya. Di bawah ini terdapat rumus resultan gaya searah atau sejajar yaitu sebagai berikut:
R = F1 + F2 + F3 + . . . + Fn
Keterangan:
R = Resultan gaya
F = Gaya
n = Banyaknya gaya
Resultan Gaya Berlawanan Arah
Macam macam resultan gaya selanjutnya adalah resultan gaya berlawanan arah. Apabila pada sebuah benda terdapat dua atau lebih gaya yang bekerja dan mempunyai arah berlawanan, maka besar resultan gayanya akan sama dengan jumlah beberapa gaya pada benda tersebut. Misalnya perbedaan arah gaya ini ditandai dengan simbol (+) dan (-). Secara sistematis, rumus resultan gaya berlawanan arah dapat dinyatakan dalam bentuk seperti berikut:
R = F1 – F2 + . . . + Fn
Keterangan:
Apabila F1 > F2, maka penulisannya berbentuk R = F1 – F2
Apabila F2 > F1, maka penulisannya berbentuk R = F2 – F1
Baca juga : Rumus Gaya Gesek Beserta Contoh Soal dan Pembahasan
Resultan Gaya Seimbang
Resultan gaya dikatakan seimbang apabila mempunyai nilai yang sama dengan nol. Apabila sebuah benda memiliki gaya yang bekerja berlawanan arah, maka nilainya akan sama disetiap arah gayanya. Kondisi seimbang tersebut mempunyai dua kemungkinan yaitu benda tetap bergerak dengan kecepatan tetap (seimbang dinamis) dan benda akan tetap diam (seimbang statis). Di bawah ini terdapat rumus resultan gaya seimbang yaitu sebagai berikut:
R = F1 – F2 + . . . + Fn = 0
Resultan gaya seimbang adalah hasil dari berbagai gaya yang bekerja pada suatu benda menyebabkan jumlah total gaya pada benda tersebut menjadi nol. Dalam kondisi ini, benda tersebut akan tetap diam jika awalnya dalam keadaan diam atau tetap bergerak dengan kecepatan konstan jika awalnya bergerak.
Untuk memahami rumus resultan gaya seimbang di atas kalian perlu mengetahui ciri ciri berikut:
- Ketika resultan gaya nol, benda berada dalam keseimbangan. Maknanya tidak ada percepatan dan kecepatan benda tetap konstan.
- Jika benda dalam keadaan diam dan resultan gaya pada benda tersebut seimbang. Jadi benda akan tetap diam tanpa bergerak.
- Jika benda bergerak dengan kecepatan konstan dan resultan gaya pada benda tersebut seimbang. Sehingga benda akan terus bergerak lurus dengan kecepatan yang sama.
Resultan Gaya Tegak Lurus
Resultan gaya tegak lurus merupakan hasil akhir dari beberapa gaya yang bekerja pada suatu benda, tetapi gaya-gaya tersebut berada pada arah yang saling tegak lurus atau membentuk sudut 90 derajat terhadap satu sama lain. Ketika berhadapan dengan gaya-gaya yang berada dalam arah tegak luru. Perhitungan rumus resultan gaya memerlukan penggunaan metode pemrosesan vektor dan teorema Pythagoras.
Jika beberapa gaya yang bekerja pada sebuah benda memiliki arah tegak lurus, maka didalamnya akan berlaku hukum Phytagoras. Adapun rumus resultan gaya tegak lurus adalah:
R = F₁² + F₂²
Resultan gaya tegak lurus merupakan hasil dari beberapa gaya yang bekerja pada arah yang saling tegak lurus. Dengan memahami cara memisahkan gaya menjadi komponen-komponen pada sumbu x dan y serta menggunakan teorema Pythagoras, kita dapat menghitung resultan gaya dengan tepat.
Contoh Soal Resultan Gaya
Setelah membahas tentang pengertian resultan gaya, macam macam resultan gaya dan rumus resultan gaya di atas. Selanjutnya sayan akan membagikan contoh soal terkait rumus tersebut. Adapun contoh soal dan pembahasannya yakni :
1. Dua orang murid memindahkan meja guru di ruang kelas tersebut dengan gaya masing masing murid 60 N dan 40 N. Tentukan resultan gaya yang bekerja pada meja tersebut?
Pembahasan.
Diketahui : F1 = 60 N; F2 = 40 N
Ditanyakan : R = ?
Jawab :
Karena perpindahan meja memiliki arah yang sama, maka rumus yang digunakan seperti berikut:
R = F1 + F2
R = 60 + 40
R = 100 N
Jadi resultan gaya yang bekerja pada meja tersebut adalah 100 Newton.
2. Ana menggeser meja yang massanya 6 kg ke arah kanan, sedangkan Doni menggeser meja bermassa 10 kg ke arah kiri. Apabila meja Ana dan Doni saling berhimpit atau berdekatan, maka tentukan resultan gaya yang bekerja pada percepatan 6 m/s² dan tentukan arah mana meja akan bergeser?
Pembahasan:
Diketahui : m Ana = 6 kg; m Doni = 10 kg, a = 6 m/s²
Ditanyakan : R dan arah meja = ?
Jawab.
Contoh soal resultan gaya ini dapat diselesaikan dengan rumus hukum 2 Newton seperti di bawah ini:
F = m x a
Sehingga:
F1 (ke kanan) = m. a = 6 kg. 6 m/s² = 36 N
F2 (ke kiri) = m. a = 10 kg. 6 m/s² = 60 N
Karena F2 > F1, maka rumus resultan gaya yang digunakan seperti berikut:
R = F2 – F1 = 60 N – 36 N = 24 N ke kiri
Jadi besar resultan gaya pada meja tersebut adalah 24 N dan menuju ke arah kiri.
Demikianlah penjelasan mengenai rumus resultan gaya dan contoh soal resultan gaya. Resultan gaya merupakan sekumpulan beberapa gaya yang bekerja pada sebuah benda. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah berkunjung di blog ini.
