Modul Materi Dan Latihan Soal Gaya Dan Hukum Newton y70o

MODUL DAN LATIHAN SOAL GAYA DAN HUKUM NEWTON A. Gaya Ketika kamu mendorong lemari kamu pasti mengerahkan gaya supaya lemari dapat bergerak. Ketika kuda menarik delman, kuda tersebut pasti mengerahkan gaya supaya delman tersebut dapat bergerak. Gaya didefinisikan sebagai tarikan atau dorongan yang dilakukan suatu benda terhadap benda lainnya. Gaya yang bekerja pada suatu benda dapat menyebabkan: 1. Berubahnya ukuran dan bentuk benda, 2. Berubahnya arah gerak benda 3. Berubahnya besar kecepatan benda Satuan Internasional (SI) untuk gaya adalah Newton (N), 1 N = 1 kg m/s2. Dalam sistem CGS, satuan gaya adalah 1 dyne = 1 g cm/s2. B. Jenis-jenis Gaya Jenis gaya berdasarkan penyebabnya: 1. Gaya listrik, yaitu gaya yang timbul antara benda-benda bermuatan listrik. 2. Gaya magnet, yaitu gaya yang timbul antara benda-benda magnet atau antara magnet dan logam. 3. Gaya pegas, yaitu gaya yang timbul ketika pegas ditarik atau ditekan. 4. Gaya gravitasi, yaitu gaya tarik-menarik antara benda-benda bermassa. 5. Gaya mesin, yaitu gaya yang dihasilkan dari kerja mesin. 6. Gaya gesekan, yaitu gaya yang timbul akibat bergesekannya dua permukaan benda. Jenis gaya berdasarkan sifatnya: 1. Gaya sentuh: yaitu gaya yang bekerja ketika terjadi kontak atau sentuhan antara benda yang mengerahkan gaya dengan benda yang dikenai gaya. Contoh gaya ini adalah gaya gesekan. 2. Gaya tak sentuh: yaitu gaya yang dapat bekerja pada benda walaupun tidak terjadi sentuhan antara benda yang mengerahkan gaya dengan benda yang dikenai gaya. Contoh gaya ini adalah gaya gravitasi. C. Menggambar Gaya Karena gaya merupakan besaran vektor, maka gaya digambarkan dalam bentuk anak panah. Panjang anak panah sebanding dengan besar gaya dan arah anak panah adalah arah gaya tersebut. D. Resultan Gaya Jika ada beberapa gaya yang bekerja pada suatu benda, maka kita dapat menjumlahkan seluruh gaya-gaya tersebut menjadi satu buah gaya yang kita sebut resultan gaya. Resultan gaya adalah jumlah seluruh gaya-gaya yang bekerja pada benda, penjumlahan gaya-gaya ini menggunakan aturan penjumlahan vektor.

Untuk membedakan arah gaya dapat digunakan tanda positif (+) dan negatif (-). Misalkan kita tetapkan bahwa gaya ke kanan adalah positif, maka gaya-gaya yang arahnya berlawanan atau ke kiri bernilai negatif seperti pada gambar di atas. Resultan gaya dinyatakan dalam persamaan berikut ∑ 𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + ⋯ + 𝐹𝑛 Pada gambar di atas, resultan gaya oleh dua gaya tersebut adalah ∑ 𝐹 = 𝐹1 + 𝐹2 = 10 + (−5) = 5 𝑁 Karena hasilnya positif yaitu 5 N, maka arah gaya resultan adalah ke kanan.

E. Hukum Newton Hukum Newton tentang gerak terdiri dari tiga hukum yang dapat kita nyatakan sebagai berikut: a. Hukum Newton I “Jika resultan gaya yang bekerja pada benda adalah nol (∑ 𝐹 = 0), maka kecepatan benda tidak akan berubah.” Itu artinya, jika mula-mula benda diam maka benda akan tetap diam. Jika mula-mula benda bergerak maka benda akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan dan arahnya tetap yaitu selalu berada dalam garis lurus. b. Hukum Newton II “Jika resultan gaya yang bekerja pada benda tidak nol, maka benda akan mengalami percepatan dan berlaku persamaan ∑ 𝐹 = 𝑚𝑎. dimana m adalah massa benda yang dikenai gaya dan a adalah percepatannya. Persamaan ini berlaku jika massa benda konstan. c. Hukum Newton III “Untuk setiap aksi, ada reaksi dengan besar yang sama dan berlawanan arah.” Jika benda A melakukan gaya terhadap benda B (aksi), maka benda B juga akan melakukan gaya terhadap benda A (reaksi), besar kedua gaya ini sama namun arahnya berlawanan. F. Gaya Berat Setiap benda yang bermassa akan merasakan gaya tarik gravitasi bumi. Besar gaya tarik bumi terhadap benda inilah yang kita sebut gaya berat atau berat benda itu sendiri. Besar gaya berat tergantung pada massa benda, m, dan percepatan gravitasi bumi pada lokasi di mana benda tersebut berada, g. 𝑤 = 𝑚𝑔 Massa benda tidak tergantung pada lokasi dan nilainya akan sama tidak tergantung lokasi di mana kita mengukurnya, akan tetapi nilai g tidaklah konstan. Nilai g bergantung pada lokasi, contohnya nilai percepatan gravitasi di bulan adalah sekitar seperenam dari nilai percepatan gravitasi di bumi. G. Soal Latihan 1. Berikut ini adalah akibat-akibat adanya gaya yang bekerja pada suatu benda, kecuali… A. kecepatan benda berubah B. massa benda berubah C. ukuran benda berubah D. bentuk benda berubah 2. Peristiwa seorang anak mendorong lemari sehingga bergerak, berhubungan dengan adanya… A. gaya mesin C. gaya otot B. gaya tarik D. gaya gravitasi

A. gaya gravitasi B. gaya magnet

C. gaya listrik D. gaya otot

5. Sobekan-sobekan kertas kecil dapat tertarik oleh sisir plastik yang sebelumnya digosokgosokkan ke rambut. Hal ini termasuk gaya… A. magnet C. gesekan B. listrik D. tarik 6. Menurut SI, satuan gaya adalah… A. kg C. meter B. newton D. dyne

3. Perhatikan pernyataan di bawah ini! i. buah kelapa jatuh dengan sendirinya dari atas pohon ii. mendorong meja iii. magnet menarik paku-paku kecil iv. seseorang menarik gerobak Peristiwa di atas yang berhubungan dengan gaya tak sentuh ditunjukkan oleh nomor… A. i dan ii C. i dan iii B. ii dan iii D. iii dan iv

7. 1 dyne sama dengan… A. 105 N C. 10-5 g/cm s B. 10-5 N D. 105 kg/m s2

4. Salah satu contoh gaya sentuh adalah…

9. Alat pengukur gaya adalah…

8. Resultan dua buah gaya yang segaris dan berlawanan arah sama dengan… A. jumlah kedua gaya itu B. selisih kedua gaya itu C. perkalian kedua gaya itu D. pembagian kedua gaya itu

A. neraca lengan B. dinamo

C. timbangan D. neraca pegas

10. Arah resultan gaya dari dua gaya yang segaris dan berlawanan arah… A. ke arah kanan B. searah dengan gaya terkecil C. searah dengan gaya terbesar D. ke arah kiri 11. Andi mendorong sebuah meja ke depan dengan gaya dorong sebesar 400 N. Jika gaya gesekan yang bekerja pada meja adalah 150 N, berapakah besar resultan gaya yang bekerja pada meja dan kemana arahnya? A. 400 N ke depan B. 150 N ke belakang C. 250 N ke depan D. 550 N ke belakang 12. Dua orang anak mendorong mobil yang mogok. Anak pertama mendorong dengan gaya sebesar 100 N, sedangkan anak kedua mendorong dengan gaya sebesar 120 N. Berapakah besar resultan gaya yang dilakukan kedua anak itu? A. 20 N C. 220 N B. 120 N D. 100 N 13. Perhatikan gambar berikut ini!

Arah resultan gaya pada gambar di atas adalah… A. 2 N ke kiri B. 2 N ke kanan C. 282 N ke kiri D. 282 N ke kanan 14. Contoh gaya gesekan yang menguntungkan adalah… A. gaya gesekan pada mesin kendaraan B. gesekan antara air hujan dengan tanah pegunungan yang tandus C. gesekan antara mobil dengan udara D. rem cakram pada kendaraan bermotor 15. Gaya gesekan yang terjadi pada benda yang sedang bergerak disebut… A. gaya gesekan statis B. gaya gesekan kinetis C. gaya gesekan dinamis D. gaya gesekan udara

16. Sebuah benda yang terletak di atas meja baru bisa bergerak setelah dikenakan gaya sebesar 5 N. Hal ini menunjukkan bahwa… A. gaya gesekan minimumnya 5 N B. gaya gesekan minimumnya kurang dari 5 N C. gaya gesekan maksimumnya kurang dari 5 N D. gaya gesekan maksimumnya 5 N 17. Perhatikan gambar di bawah ini

Jika papan yang licin ditarik dengan cara disentak tiba-tiba, maka yang terjadi adalah… A. telur mengikuti papan B. telur jatuh ke dalam air C. telur awalnya mengikuti papan dan terjatuh D. telur tetap pada tempatnya 18. Diketahui percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s2 dan percepatan gravitasi bulan adalah 1,6 m/s2. Berapa berat benda di bulan jika di bumi massa benda tersebut adalah 8 kg? A. 78,4 N C. 115,2 N B. 49 N D. 12,8 N 19. Berapakah berat benda di bumi jika di bulan benda tersebut memiliki berat 72 N? A. 705,6 N C. 115,2 N B. 441 N D. 12 N 20. “Percepatan yang dialami suatu benda berbanding terbalik dengan massa benda dan berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya.” Ini adalah pernyataan dari hukum… A. kelembaman B. satu newton C. dua newton D. tiga newton 21. Dua buah gaya masing-masing besarnya 8 N dan 16 N bekerja pada sebuah benda. Resultan dari kedua gaya ini nilainya tidak mungkin sama dengan… A. 7 N C. 16 N B. 8 N D. 24 N 22. Berdasarkan soal nomor 21, nilai minimal dan maksimal dari resultan gaya yang mungkin dari kedua gaya tersebut adalah… A. 7 N dan 10 N C. 10 dan 24 N B. 8 N dan 24 N D. 12 dan 32 N

23. Perhatikan gambar di bawah ini

Besar dan arah resultan gaya yang bekerja pada benda di atas adalah… A. 10 N ke kanan B. 10 N ke kiri C. 40 N ke kanan D. 30 N ke kiri 24. Sebuah gaya menyebabkan benda seberat 98 N mengalami percepatan 7 m/s2. Besar gaya ini adalah… A. 68,6 N C. 686 N B. 70 N D. 700 N 25. Sebuah benda bermassa 6 kg terletak pada bidang datar yang licin. Kecepatan benda berkurang dari 25 m/s menjadi 9 m/s dalam waktu 4 detik. Besar dan arah gaya mendatar yang bekerja pada benda adalah… A. 24 N searah dengan gerak benda B. 24 N berlawanan arah gerak benda C. 12 N searah dengan gerak benda D. 12 N berlawanan arah gerak benda

Daftar Pustaka Irawan, Etsa Indra dan Haryanto, Dwi, 2014. 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantaopan IPA-Fisika. Bandung: Yrama Widya.