Halaman
G AYA
BAB
15
Aduh, berat
sekali lemari ini! Dari
tadi aku mencoba
mendorongnya tapi
lemari ini tidak mau
bergerak.
Mari kita coba
mendorongnya bersama-
sama! Resultan gaya yang
kita berikan mungkin
dapat menggerakkan
lemari ini.
Resultan
gaya? Apa
itu?
Resultan
gaya sama dengan
penjumlahan gaya.
Hari ini kita akan
mempelajari gaya dan
resultan gaya. Juga
gaya gesek dan gaya
berat.
Benar.
Setelah mempelajari
bab ini kita akan
memahami peranan
gaya dalam
kehidupan sehari-
hari.
172
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
P
erhatikan gambar di atas! Pada gambar terlihat seorang siswa sedang bermain bola. Siswa
tersebut menendang bola dengan kakinya. Jika tendangannya keras maka bola akan bergerak
dengan cepat. Mengapa bola bergerak setelah ditendang siswa? Apa yang sebenarnya diberikan
siswa tersebut pada bola? Dapatkah bola yang diam bergerak dengan sendirinya?
Guna menjawab pertanyaan-pertanyaan di atas, marilah kita pelajari tentang gaya! Apakah yang
dimaksud dengan gaya? Simaklah materi berikut dengan saksama!
Kata kunci:
gaya – resultan gaya – neraca pegas – gaya gesek – gaya berat
Gambar 15.1
Menendang bola berarti memberikan gaya pada bola
A.
Pengertian Gaya
Gambar 15.1 menunjukkan seorang siswa yang sedang menendang bola.
Kegiatan seperti menendang bola sama artinya dengan siswa tersebut
memberikan gaya pada bola. Pengertian gaya dalam fisika berbeda dengan
pengertian gaya dalam kehidupan sehari-hari. Simaklah cerita berikut!
Siswa SMP Citra sedang mengadakan lomba tari.
Siswa yang mengikutinya
harus menampilkan tariannya di atas panggung. Berikut ini cuplikan pembicaraan
di antara mereka.
Gerbang
Dok. Penerbit
173
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Gaya yang dimaksud pada percakapan di atas merupakan gaya dalam
kehidupan sehari-hari yang memiliki arti gerakan yang bagus. Lalu, apa pengertian
gaya dalam fisika?
Agar dapat lebih memahami pengertian gaya dalam fisika, lakukanlah kegiatan
berikut!
Praktikum 1
Gaya
A. Tujuan
Memahami pengertian gaya dalam fisika.
B. Alat dan Bahan
1. Meja
1 buah
2. Bola kasti
1 buah
3. Tongkat pemukul
1 buah
4. Lilin mainan (malam/plastisin)
secukupnya
C. Langkah Kerja
1. Doronglah sebuah meja! Apa yang terjadi?
2. Tariklah meja tersebut! Apa yang terjadi?
3. Bentuklah lilin mainan (malam/plastisin) menjadi bola!
4. Letakkan bola tersebut di atas meja kemudian tekan dengan jarimu! Apa yang terjadi?
5. Pergilah ke halaman sekolah! Lempar bola kasti ke arah temanmu! Minta temanmu
tadi untuk memukul bola kasti yang kamu lempar dengan tongkat pemukul! Apa yang
terjadi? (Berhati-hatilah saat melempar dan memukul bola kasti agar bola tidak
mengenai tubuh siapa pun dan tidak memecahkan kaca!)
6. Buatlah kesimpulan dari kegiatan di atas! Sampaikan kesimpulanmu di depan kelas
untuk didiskusikan bersama gurumu!
7. Kembalikan semua peralatan ke tempat semula!
Eh, Nina
gayamu pada
lomba tari tadi
benar-benar
hebat.
Ah, kamu
bisa saja.
Karena
aku giat berlatih
untuk mengikuti
lomba ini.
Benar, kamu
bergaya seperti
penari yang
sudah terkenal.
174
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Berdasarkan kegiatan di atas, mendorong meja berarti memberikan gaya
dorong pada meja. Sedangkan menarik meja berarti memberikan gaya tarik pada
meja.
Saat kamu menekan lilin mainan dengan jari berarti kamu memberikan gaya
tekan pada lilin mainan. Gaya tekan yang kamu berikan pada lilin mainan mampu
mengubah bentuk lilin mainan.
Hal yang berbeda terjadi ketika temanmu memukul bola yang kamu
lemparkan. Saat temanmu memukul bola, ia memberi gaya yang mengubah arah
gerak bola.
Dari penjelasan di atas dapat kita simpulkan bahwa
gaya
adalah tarikan atau
dorongan yang dapat mengakibatkan perubahan gerak dan atau bentuk benda.
Gaya dapat kita bedakan menjadi dua, yaitu gaya sentuh dan gaya tak sentuh.
1. Gaya Sentuh
Seseorang yang sedang mengangkat barbel berarti memberikan gaya
pada barbel. Orang tersebut memberikan gaya dengan kontak langsung
dengan barbel. Gaya inilah yang dikenal dengan gaya sentuh.
Gaya sentuh
adalah gaya yang bekerja pada benda akibat adanya sentuhan. Contoh gaya
sentuh antara lain gaya otot dan gaya gesek.
2. Gaya Tak Sentuh
Perhatikan gambar 15.2 di samping! Sebatang magnet dapat
menarik besi dengan mudah tanpa perlu disentuhkan pada besi. Gaya
yang dimiliki magnet merupakan contoh gaya tak sentuh. Jadi
gaya tak
sentuh
adalah gaya yang bekerja pada benda tanpa adanya sentuhan
dengan benda tersebut. Contoh gaya tak sentuh antara lain gaya
gravitasi bumi dan gaya listrik.
Dalam fisika ada bermacam-macam gaya, di antaranya adalah sebagai
berikut.
1. Gaya Berat
Gaya berat merupakan gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda.
Gaya berat akan kita bahas lebih lanjut pada sub D.
2. Gaya Normal
Gaya normal adalah gaya sentuh yang timbul akibat sentuhan
dua benda. Arah gaya normal selalu tegak lurus terhadap bidang
sentuh. Besarnya gaya normal suatu benda yang terletak pada bidang
horisontal sama dengan berat benda dan dirumuskan sebagai berikut.
G
N
=
G
w
=
m
.
g
. . . (15.1)
Keterangan:
G
N
: gaya normal (N)
G
w
: gaya berat (N)
3. Gaya Tegangan Tali
Gaya tegangan tali bekerja pada dua benda yang dihubungkan oleh tali.
Besarnya gaya tegangan tali sebuah benda yang digantung dirumuskan
sebagai berikut.
Gaya
Gambar 15.2
Magnet memiliki
gaya tarik magnet
Gambar 15.3
Balok memberikan
gaya pada meja sebesar
G
w
, sedang-
kan meja memberikan gaya pada
balok sebesar
G
N
. Besar
G
N
=
G
w
G
N
G
w
Rep. www.pbs.org
175
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Gambar 15.5
Neraca
pegas
G
T
–
m
.
g =
0
. . . (15.2)
Jika benda bergerak ke atas dengan percepatan
K
a
, berlaku
persamaan berikut.
G
T
–
m
.
g = m
.
G
a
. . . (15.3)
Jika benda bergerak ke bawah dengan percepatan
K
a
, berlaku
persamaan berikut.
m
.
g –
G
T
= m
.
G
a
. . . (15.4)
Keterangan:
G
T
: gaya tegangan tali (N)
G
a
: percepatan (m/s
2
)
g
: percepatan gravitasi (m/s
2
) (
g
= 10 m/s
2
)
m
: massa benda (kg)
4. Gaya Gesek
Gaya gesek terjadi pada bidang sentuh antara permukaan dua benda.
Arah gaya gesek berlawanan dengan arah gerak benda. Gaya gesek akan
kita pelajari pada sub C.
5. Gaya Tekan
Tekanan merupakan besarnya gaya tekan tiap satuan luas permukaan.
Tekanan dirumuskan sebagai berikut.
G
F
P
A
. . . (15.5)
Keterangan:
P
: tekanan (N/m
2
atau Pa)
G
F
: gaya tekan (N)
A
: luas permukaan (m
2
)
Gaya merupakan besaran turunan yang diturunkan dari besaran pokok
panjang, massa, dan waktu. Gaya memiliki besar dan arah sehingga gaya
termasuk besaran vektor. Satuan gaya dalam sistem SI adalah newton
disingkat N. Satu newton didefinisikan sebagai besarnya gaya yang
memberikan percepatan sebesar 1 m/s
2
kepada benda yang mempunyai
massa 1 kg. Jadi, 1 N = 1 kg.m/s
2
.
Satuan gaya dalam sistem cgs adalah dyne (dibaca dine). Satu dyne
adalah besarnya gaya yang memberikan percepatan sebesar 1 cm/s
2
pada
benda yang bermassa 1 gram. Hubungan antara newton dengan dyne adalah
sebagai berikut.
1 N = 1 kg.m/s
2
1 N = 1 × 1.000 g × 100 cm/s
2
1 N = 100.000 g.cm/s
2
1 N = 10
5
dyne
Jadi, 1 N = 10
5
dyne.
Gambar 15.4
Tali meregang
akibat gaya berat benda
G
N
G
w
176
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Kerja Mandiri 1
Praktikum 2
Pengukuran Gaya
A. Tujuan
Mengukur besar gaya dengan menggunakan neraca pegas.
B. Alat dan Bahan
1. Beban
3 buah berbeda massa
2. Neraca pegas
1 buah
3. Statif dan klem
1 set
C. Langkah Kerja
1. Gantungkan neraca pegas pada statif!
2. Kaitkan beban I pada neraca pegas! Catat besar gaya yang ditunjukkan oleh neraca
pegas!
3. Ganti beban I dengan beban II, kemudian ganti dengan beban III! Catat ketiga hasil
pengukuranmu ke dalam tabel berikut!
No.
Beban
Besar Gaya
1.
Beban I
. . . N
2.
Beban II
. . . N
3.
Beban III
. . . N
4. Buatlah kesimpulan dari kegiatan di atas! Sampaikan kesimpulanmu di depan kelas
untuk didiskusikan bersama gurumu!
5. Jangan lupa untuk mengembalikan semua peralatan ke tempat semula!
Untuk menguji pemahamanmu tentang pengertian gaya, kerjakan
pelatihan berikut!
Kerjakan soal berikut dengan tepat!
1. Apa yang dimaksud dengan gaya?
2. Dapatkah gaya mengakibatkan perubahan pada suatu benda? Perubahan apa saja
yang terjadi?
3. Apakah satuan SI untuk gaya? Diturunkan dari satuan besaran apa sajakah satuan gaya?
Besarnya gaya yang bekerja pada sebuah benda dapat diukur dengan
menggunakan neraca pegas. Besar gaya tersebut ditunjukkan oleh jarum
penunjuk yang terdapat pada neraca pegas. Untuk lebih memahami cara
mengukur dengan menggunakan neraca pegas, lakukanlah kegiatan berikut!
177
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
B.
Resultan Gaya
Ada kalanya suatu benda dikenai lebih dari satu gaya.
Dua gaya atau lebih yang bekerja pada suatu benda dapat
dijumlahkan. Penjumlahan dari gaya-gaya yang bekerja
pada suatu benda disebut
resultan gaya
. Untuk
menjumlahkan beberapa gaya kamu harus melukiskan
gaya-gaya yang bekerja.
Sebelumnya telah disebutkan bahwa gaya merupakan besaran vektor yang
memiliki arah dan besar. Gaya dapat digambarkan sebagai garis berupa anak
panah. Gaya biasa disimbolkan dengan
G
F
. Perhatikan gambar 15.6 di atas!
1. Titik
O
merupakan titik pangkal gaya yang disebut titik tangkap gaya.
2. OA
merupakan panjang anak panah yang menunjukkan besarnya gaya.
3. Arah anak panah menunjukkan arah gaya.
Gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda dapat berupa gaya-gaya yang
searah, berlawanan arah, saling tegak lurus, atau saling membentuk sudut. Berikut
ini akan kita pelajari resultan gaya-gaya yang searah dan berlawanan arah.
1. Resultan Gaya-gaya Searah
Simaklah percakapan berikut!
Gambar 15.6
Gaya digam-
barkan sebagai anak panah
A
Wah, ternyata
mendorong meja
bersama-sama
akan lebih
mudah.
Benar, karena
gaya yang kita
berikan pada meja
dijumlahkan.
Gambar 15.7
Resultan gaya-gaya
searah
Berdasarkan peristiwa di atas dapat diperoleh kesimpulan bahwa
gaya dorong kedua anak tersebut menghasilkan sebuah resultan gaya
yang mampu menggerakkan meja. Perhatikan gambar 15.7 di
samping! Dari gambar dapat disimpulkan bahwa resultan dua gaya
atau lebih yang searah dan segaris dirumuskan sebagai berikut.
G
R
=
G
F
1
+
G
F
2
+
G
F
3
+ . . . +
G
F
n
. . . (15.6)
Keterangan:
K
R
: resultan gaya (N)
n
: banyaknya gaya
Dengan demikian, dua buah gaya atau lebih yang segaris dan
searah dapat diganti dengan sebuah gaya lain yang besarnya sama
dengan jumlah gaya-gaya tersebut.
O
G
F
Resultan Gaya
G
F
1
G
F
2
G
F
1
G
F
2
G
R
178
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
2. Resultan Gaya-gaya yang Berlawanan Arah
Perhatikan gambar 15.8 di samping! Tentu kalian pernah
mengikuti atau melihat lomba tarik tambang. Pada lomba tarik
tambang tahukah kamu kemana tali akan bergerak? Tentu tali
akan bergerak ke arah tim yang kuat, bukan?
Apabila pada sebuah benda bekerja dua gaya yang
segaris tetapi berlawanan arah, besarnya kedua gaya tersebut
dapat diganti dengan sebuah gaya yang besarnya sama
dengan selisih kedua gaya tersebut dan arahnya sama dengan
arah gaya yang besar. Perhatikan gambar 15.9 di samping!
Dari gambar 15.9 dapat dirumuskan:
G
R
=
G
F
1
–
G
F
2
. . . (15.7)
Keterangan:
G
F
1
: gaya pertama yang lebih besar (N)
G
F
2
: gaya kedua yang lebih kecil (N)
Guna membantumu memahami resultan gaya pada suatu
benda, simaklah contoh soal berikut! Setelah kamu memahami
contoh soal tersebut, kerjakan latihan di bawahnya!
Gambar 15.8
Lomba tarik tambang memper-
lihatkan resultan gaya-gaya yang berlawanan
arah
Gambar 15.9
Resultan gaya-gaya
yang berlawanan arah
Contoh Soal
1. Dua orang anak mendorong sebuah lemari dengan gaya searah masing-masing 25
N dan 33 N. Berapakah resultan gaya kedua anak tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
G
F
1
= 25 N
G
F
2
= 33 N
Ditanyakan:
G
R
= . . .?
Jawab:
Kedua anak tersebut mendorong lemari sehingga kedua gaya yang diberikan searah.
G
R
=
G
F
1
+
G
F
2
G
R
= 25 + 33
G
R
= 58 N
Jadi, resultan gaya kedua anak adalah 58 N.
2. Dua buah gaya masing-masing
G
F
1
= 12 N ke kanan dan
G
F
2
= 8 N ke kiri. Tentukan
besar dan arah resultan gaya-gaya tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
G
F
1
= 12 N ke kanan
G
F
2
= 8 N ke kiri
Ditanyakan:
G
R
= . . .?
G
F
1
G
F
2
G
F
2
G
F
1
G
R
Rep. www.devigirsang.blogspot.com
179
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Jawab:
Karena kedua gaya berlawanan arah maka
G
R
=
G
F
1
–
G
F
2
G
R
= 12 – 8
G
R
= 4 N ke kanan
Jadi, resultan kedua gaya tersebut adalah 4 N ke arah kanan.
Kerja Mandiri 2
Kerjakan soal berikut dengan tepat!
1. Tiga buah gaya segaris dan searah masing-masing besarnya 2 N, 5 N, dan 10 N.
Tentukan resultan gaya-gaya tersebut!
2. Perhatikan gambar di bawah ini!
Tentukan besar dan arah resultan gaya-gaya tersebut!
C.
Gaya Gesek
Gelindingkan sebuah bola di atas lantai yang
licin, apa yang terjadi? Ternyata bola meluncur terus
sepanjang lantai. Sekarang gelindingkan bola
tersebut di atas tanah! Apakah yang terjadi? Ternyata
gerakan bola akan semakin lambat dan akhirnya
berhenti. Mengapa demikian? Hal ini terjadi karena
adanya
gaya gesek
antara bola dengan tanah. Gaya
gesek dapat terjadi pada zat padat, cair, bahkan gas.
Benda-benda yang bergesekan selalu menimbulkan
panas. Gaya gesek ada 2 macam, yaitu gaya gesek
statis dan gaya gesek kinetis. Gaya gesek statis terjadi pada benda diam atau
akan bergerak. Sedangkan gaya gesek kinetis terjadi pada benda yang bergerak.
Untuk lebih memahami gaya gesek, lakukanlah kegiatan berikut ini!
Gambar 15.10
Bola yang menggelin-
ding di tanah kasar mengalami gaya
gesek
Gaya Gesek
2 N
4 N
4 N
5 N
Dok. Penerbit
180
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Praktikum 3
Gaya Gesek
A. Tujuan
Mengetahui besar gaya gesek pada benda yang memiliki kekasaran yang berbeda.
B. Alat dan Bahan
1. Kubus kayu
1 buah
2. Kubus kayu yang dilapisi karpet
1 buah
3. Kubus kayu yang dilapisi ampelas
1 buah
4. Neraca pegas
1 buah
C. Langkah Kerja
1. Letakkan kubus kayu di atas meja dan kaitkan dengan neraca pegas!
2. Tariklah neraca pegas sedikit demi sedikit sampai kayu tepat akan bergerak! Catat
besar gaya yang ditunjukkan oleh neraca pegas!
3. Ulangi langkah 1–2 dengan menggunakan kubus lainnya! Catat hasilnya ke dalam
tabel berikut!
No.
Benda
Gaya Gesek
1.
Kubus kayu
. . . N
2.
Kubus kayu yang dilapisi karpet
. . . N
3.
Kubus kayu yang dilapisi ampelas
. . . N
4. Bandingkan hasil dari ketiga percobaan di atas!
5. Buatlah kesimpulan dari kegiatan di atas! Sampaikan kesimpulanmu di depan kelas
untuk didiskusikan bersama kelompok lain dan gurumu!
6. Jangan lupa mengembalikan semua peralatan ke tempat semula!
Berdasarkan kegiatan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut.
1. Antara dua buah benda yang bersentuhan terjadi gaya gesek.
2. Sebuah benda akan bergerak jika gaya yang bekerja pada benda lebih besar
dari gaya geseknya.
3. Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah gerak benda.
4. Besarnya gaya gesek antara dua buah benda ditentukan oleh kekasaran atau
kehalusan permukaan-permukaan yang bersentuhan.
Diskusi
Diskusikan dengan teman sebangkumu mengapa kita tidak dapat berjalan dengan baik
pada lantai yang licin! Tulis hasil diskusimu kemudian kumpulkan kepada gurumu untuk
didiskusikan bersama di depan kelas!
181
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Sebelumnya telah disebutkan bahwa besar gaya gesek ditentukan oleh
kekasaran permukaan bidang yang bersentuhan. Dengan demikian, besar gaya
gesek tidak tergantung pada luas permukaan bidang yang bergesekan. Besar
gaya gesek dirumuskan sebagai berikut.
f
=
P
.
N
. . . (15.8)
Keterangan:
f
: gaya gesek (N)
P
: koefisien gesek
N
: gaya normal (N)
Kita sering memanfaatkan gaya gesek, dalam kehidupan sehari-hari.
Ada gaya gesek yang menguntungkan dan ada yang merugikan.
Contoh gaya gesek yang menguntungkan antara lain:
1. Gaya gesek yang timbul ketika kita berjalan. Jika tidak ada gaya gesek
maka kita tidak dapat berjalan dengan baik.
2. Ban mobil dibuat bergerigi untuk menghindari selip ketika melewati
jalan yang licin.
Sedangkan contoh gaya gesek yang merugikan antara lain:
1. Gesekan antara bagian-bagian mesin yang menyebabkan aus. Gesekan ini
dapat dikurangi dengan pemberian oli.
2. Permukaan jalan raya yang kasar menyebabkan ban mobil cepat halus.
Mudah, bukan? Sekarang coba kamu kerjakan pelatihan berikut!
Gambar 15.11
Pemberian oli pada
mesin dapat mengurangi gaya gesek
Kerja Kelompok
Kerjakan bersama kelompokmu!
Buatlah sebuah karangan ilmiah yang bertema memanfaatkan gaya gesek dalam
kehidupan sehari-hari! Presentasikan hasil karyamu di depan kelas! Beri kesempatan
kelompok lain untuk menanggapi hasil karyamu!
Gaya Berat
D.
Gaya Berat
Kali ini kita akan membahas mengenai
gaya berat
atau lebih sering disebut
dengan berat. Pada umumnya orang telah salah dengan mengatakan massa
sebagai berat benda. Perhatikan percakapan berikut!
Bu, saya
mau beli
beras.
Beratnya
berapa kilo,
neng?
2 kilogram
saja, Bu.
Dok. Penerbit
182
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Berdasarkan percakapan di atas, tampak bahwa penjual menyatakan berat
dengan satuan kilogram. Di kelas VII kita telah mempelajari bahwa kilogram
merupakan satuan dari massa dan bukan satuan berat. Dengan demikian, kita
mengetahui bahwa berat yang dikatakan oleh si penjual sebenarnya adalah
massa. Masih ingatkah kamu apa perbedaan antara massa dengan berat benda?
Massa suatu benda merupakan banyaknya partikel yang terdapat dalam
benda. Massa benda bersifat tetap, artinya tidak dipengaruhi oleh gravitasi.
Sedangkan berat benda menyatakan besarnya gaya gravitasi yang bekerja pada
benda tersebut. Karena berat merupakan sebuah gaya maka berat benda dapat
diukur dengan menggunakan neraca pegas.
Guna lebih mengetahui perbedaan antara massa dan berat, lakukanlah
kegiatan berikut!
Praktikum 4
Massa dan Berat
A. Tujuan
Mengetahui perbedaan antara massa dengan berat suatu benda.
B. Alat dan Bahan
1. Timbangan
1 buah
2. Neraca pegas
1 buah
3. Bandul
3 buah
C. Langkah Kerja
1. Ukurlah massa bandul I dengan menggunakan timbangan! Catat hasilnya!
2. Ukurlah berat bandul I dengan menggunakan neraca pegas! Catat hasilnya!
3. Lakukan langkah 1–2 untuk bandul II dan bandul III!
4. Bawalah semua alat dan bahan ke tempat yang lebih tinggi dari tempat semula,
misalnya di lantai II gedung sekolahmu!
5. Lakukan langkah 1–3 di tempat tersebut!
6. Catat hasil pengukuranmu pada tabel berikut!
No.
Beban
Massa
Berat
Tempat I
Tempat II
Tempat I
Tempat II
1.
Bandul I
. . . kg
. . . kg
. . . N
. . . N
2.
Bandul II
. . . kg
. . . kg
. . . N
. . . N
3.
Bandul III
. . . kg
. . . kg
. . . N
. . . N
7. Bandingkan hasil pengukuran di kedua tempat!
8. Buat kesimpulan dari hasil kegiatan di atas! Sampaikan kesimpulanmu di depan kelas!
Beri kesempatan pada kelompok lain untuk menanggapi!
9. Kembalikan semua alat dan bahan yang telah selesai kamu gunakan ke tempat
semula!
183
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Berdasarkan kegiatan di atas diperoleh kesimpulan bahwa massa benda
besarnya sama di mana pun pengukuran massa dilakukan, sedangkan berat
benda berubah tergantung letaknya. Hal ini disebabkan besar percepatan gravitasi
di setiap tempat tidak sama, tergantung jaraknya dari pusat bumi. Berat benda di
daerah kutub akan lebih besar daripada berat benda di khatulistiwa. Hal ini
disebabkan jarak kutub lebih dekat ke pusat bumi bila dibandingkan dengan
khatulistiwa. Dengan demikian, berat suatu benda berubah tergantung letaknya
dari pusat bumi. Setiap benda yang ada di bumi memiliki berat. Berat benda
secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.
G
w
= m · g
. . . (15.9)
Keterangan:
m
: massa benda (kg)
Guna memahami penghitungan matematis dari berat, pelajarilah contoh soal
berikut! Setelah kamu memahaminya, coba kerjakan pelatihan di bawahnya!
Contoh Soal
Sebuah kayu bermassa 3 kg terletak di atas lantai. Berapakah berat kayu jika percepatan
gravitasi di tempat itu 9,8 m/s
2
?
Penyelesaian:
Diketahui:
m
= 3 kg
g
= 9,8 m/s
2
Ditanyakan:
G
w
= . . .?
Jawab:
G
w
=
m
·
g
G
w
=
3 · 9,8
G
w
= 29,4 N
Jadi, berat kayu tersebut adalah 29,4 N.
Kerja Berpasangan
Kerjakan bersama teman sebangkumu!
1. Jelaskan perbedaan konsep massa dan berat!
2. Jika berat benda di suatu tempat 50 N dan percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10
m/s
2
, hitunglah massa benda tersebut
!
3. Sebuah bola logam bermassa 4 kg terletak di atas lantai. Berapakah berat bola logam
jika percepatan gravitasi di tempat itu 9,8 m/s
2
?
4. Hitunglah massa sebuah benda yang beratnya 65 N jika percepatan gravitasi di tempat
tersebut 9,8 m/s
2
!
5. Sebuah kubus kayu massanya 5 kg. Berat kubus kayu tersebut di suatu tempat adalah
48 N. Berapa percepatan gravitasi di tempat tersebut?
184
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Rangkuman
1. Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat mengakibatkan perubahan gerak benda
dan atau mengubah bentuk benda.
2. Gaya sentuh adalah gaya yang bekerja pada benda akibat adanya sentuhan.
3. Gaya tak sentuh adalah gaya yang bekerja pada benda tanpa adanya sentuhan dengan
benda tersebut.
4. Resultan dua gaya atau lebih yang searah dan segaris dirumuskan sebagai berikut.
G
R
=
G
F
1
+
G
F
2
+
G
F
3
+ . . . +
G
F
n
5. Resultan gaya segaris dan berlawanan arah
dirumuskan sebagai berikut.
G
R
=
G
F
1
–
G
F
2
6. Gaya gesek terjadi pada bidang sentuh antara permukaan dua benda. Besar gaya gesek
dirumuskan sebagai berikut.
f
=
P
·
N
7. Berat benda
merupakan besarnya gaya tarik bumi yang bekerja pada benda itu. Berat
benda secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.
G
w
= m · g
185
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
Soal-soal Uji Kompetensi
A.
Ayo, berilah tanda silang pada jawaban
yang paling tepat!
1. Perhatikan peristiwa-peristiwa berikut ini.
(1) busur direntangkan
(2) karet ditarik
(3) per ditekan
(4) jarum kompas bergerak
Dari peristiwa-peristiwa di atas yang
menimbulkan gaya pegas adalah . . . .
a. (1), (2), dan (3)
b. (1), (2), dan (4)
c. (1), (3), dan (4)
d. (2), (3), dan (4)
2. Satuan gaya dalam SI adalah . . . .
a. newton
b. joule
c. kg.m/s
d. pascal
3. Resultan dua gaya yang segaris dan
searah sama dengan . . . .
a. jumlah kedua gaya itu
b. selisih kedua gaya itu
c. perkalian kedua gaya itu
d. pembagian kedua gaya itu
4. Sebuah benda akan berada dalam
keadaan setimbang apabila dua buah
gaya yang bekerja pada benda . . . .
a. sama besar dan searah
b. sama besar dan berlawanan arah
c. tidak sama besar dan searah
d. tidak sama besar dan berlawanan
arah
5. Perhatikan gambar berikut!
6. Jika suatu benda dibawa ke atas bukit
maka beratnya . . . sedangkan massanya
. . . .
a. semakin besar, tetap
b. semakin kecil, tetap
c. tetap, semakin besar
d. tetap, semakin kecil
7. Seorang astronaut memiliki berat 750 N
ketika ditimbang di bumi. Jika percepatan
gravitasi bulan
1
6
kali percepatan gra-
vitasi bumi maka berat astronaut ketika
di bulan . . . .
a. 900 N
b. 400 N
c. 150 N
d. 125 N
8. Di bawah ini yang termasuk gaya tak
sentuh adalah . . . .
a. gaya gesek
b. gaya gravitasi bumi
c. gaya kerbau menarik bajak
d. gaya anak mengangkat kursi
9. Gaya gravitasi di permukaan bulan besar-
nya seperenam kali gaya gravitasi bumi.
Dengan demikian, berat benda di permu-
kaan bulan jika massa benda 6 kg dan
percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s
2
adalah . . . .
a. 58,8 newton
b. 15,8 newton
c. 9,8 newton
d. 3,8 newton
10. Berat suatu benda 3,4 N. Jika percepatan
gravitasi di tempat tersebut 10 m/s
2
maka
besar massa benda tersebut adalah . . . .
a. 0,34 gram
b. 3,4 gram
c. 34 gram
d. 340 gram
10 N
Resultan ketiga gaya di atas adalah . . . .
a. 30 N ke kanan
b. 20 N ke kiri
c. 10 N ke kanan
d. 10 N ke kiri
5 N
25 N
186
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Gaya
B.
Jawablah pertanyaan berikut dengan
benar!
1. Apakah yang dimaksud dengan gaya,
gaya sentuh, dan gaya tak sentuh?
2. Apa yang dimaksud dengan gaya gesek?
3. Sebuah benda ditimbang beratnya di
daerah khatulistiwa. Kemudian benda
tersebut ditimbang lagi beratnya di daerah
kutub utara. Bagaimana hasil pe-
nimbangan di kedua tempat tersebut?
Jelaskan!
4. Dua buah gaya searah dan segaris
masing-masing 10 N dan 40 N. Berapa
resultan kedua gaya itu?
5. Berat suatu benda di bumi 1.200 N.
Percepatan gravitasi bumi 10 m/s
2
.
Berapakah berat benda tersebut di bulan
jika percepatan gravitasi bulan
1
6
kali
percepatan gravitasi bumi?