< PreviousIlmu Pengetahuan Alam23 Gaya dapat dibedakan menjadi gaya sentuh dan gaya tak sentuh. Gaya sentuh contohnya adalah gaya otot dan gaya gesek. Gaya otot adalah gaya yang ditimbulkan oleh koordinasi otot dengan rangka tubuh. Misalnya seseorang hendak memanah dengan menarik mata panah ke arah belakang. Berbeda dengan gaya otot, gaya gesek adalah gaya yang diakibatkan oleh adanya dua buah benda yang saling bergesekan. Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan gaya yang diberikan pada benda. Contohnya gaya gesekan antara meja dengan lantai pada saat meja didorong. Meja yang didorong ke depan akan bergerak ke depan, namun pada waktu yang bersamaan meja juga akan mengalami gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan arah gerak meja. Gaya tak sentuh adalah gaya yang tidak membutuhkan kontak langsung dengan benda yang dikenai. Contohnya seperti saat kita mendekatkan ujung magnet batang dengan sebuah paku besi. Seketika paku besi akan tertarik dan menempel pada magnet batang. Hal tersebut disebabkan oleh adanya pengaruh gaya magnet yang ditimbulkan magnet batang. Selain gaya magnet, gaya gravitasi pada orang yang sedang terjun payung juga merupakan contoh gaya tak sentuh. Lebih lanjut tentang gaya dan interaksinya terhadap gerak benda akan dibahas pada pembahasan tentang Hukum Newton tentang gerak.2. Hukum I Newton Coba bayangkan, apa yang akan terjadi jika kamu berada di dalam mobil yang sedang melaju kencang, tiba-tiba mobil direm mendadak? Apa yang akan terjadi pada badan kamu? Badan kamu akan terhentak ke belakang, atau ke depan? Mengapa pada saat berada di dalam mobil kamu perlu mengenakan sabuk pengaman? Tahukah kamu, bahwa fenomena tersebut dipelajari oleh para ahli? Untuk memahaminya, mari kita lakukan kegiatan berikut!Sumber: Vare. 2013. Gambar 1.29b Contoh Gaya SentuhKelas VIII SMP/MTsSemester 124Sifat Kelembaman Suatu BendaApa yang kamu coba?Membuktikan sifat kelembaman suatu benda.Apa yang kamu duga?*coret pernyataan yang tidak tepat!Apabila kertas yang diletakkan di bawah gelas ditarik dengan cepat, maka gelas akan *(ikut bergerak mengikuti gerak kertas) *(tetap diam mempertahankan kedudukannya).Apa yang kamu sediakan?Kertas HVS 1 lembar dan gelas.Apa yang kamu lakukan?1. Meletakkan selembar kertas di atas meja, kemudian meletakkan gelas di atas kertas tersebut (seperti pada gambar di samping ini).2. Menarik kertas secara horisontal dengan perlahan. Mengamati apa yang terjadi pada gelas. Mengulangi hingga 3 kali.3. Menarik kertas secara horizontal dengan sekali hentakan yang cepat. Mengamati peristiwa yang terjadi pada gelas. Mengulangi hingga 3 kali.Jawablah pertanyaan berikut!1. Bagaimana keadaan gelas pada saat kertas ditarik secara perlahan?2. Bagaimana keadaan gelas pada saat kertas ditarik secara cepat?3. Samakah hasil antara keadaan gelas, jika kertas ditarik dengan perlahan atau ditarik dengan cepat?3. Jika hasilnya berbeda, apa yang mengakibatkan hal tersebut?Set percobaan Sifat KelembamanIlmu Pengetahuan Alam25Apakah kamu menemukan fakta bahwa gelas akan tetap diam saat kertas ditarik dengan hentakan yang cepat secara horisontal? Jika kamu menemukan hal demikian, berarti hasil percobaan tersebut membuktikan bahwa benda memiliki kecenderungan untuk tetap mempertahankan keadaan diam atau geraknya, yang disebut inersia atau kelembaman benda. Contoh lain saat kamu berada di dalam sebuah mobil yang sedang melaju kencang kemudian tiba-tiba direm juga menunjukkan inersia benda. Badan kamu akan terdorong ke depan karena badan ingin mempertahankan geraknya ke depan. Peristiwa tersebut yang pada akhirnya memunculkan ide teknologi sabuk pengaman yang dipasang di kendaraan bermotor, khususnya mobil. Secara umum, Newton merumuskan sifat inersia benda ke dalam rumusan Hukum I Newton yang menyatakan bahwa benda yang mengalami resultan gaya bernilai nol akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan.3. Hukum II NewtonPercobaan Hukum II NewtonApa yang kamu coba?1. Menganalisis hubungan antara gaya dengan percepatan benda.2. Menganalisis hubungan antara massa dengan percepatan benda.Apa yang kamu duga?1. Bagaimana hubungan antara gaya yang dikerjakan pada benda dengan percepatan benda?2. Bagaimana hubungan antara massa benda dengan percepatan gerak benda?Apa yang kamu sediakan?1. Beban 3. Tali2. Katrol 4. Kereta Sumber: Dokumen Kemdikbud Gambar 1.30 Sabuk pengamanKelas VIII SMP/MTsSemester 126Apa yang kamu lakukan? Lakukan kegiatan sesuai dengan langkah percobaan berikut!Data Hasil PercobaanNoF = Berat beban yang digantung (N)m = Massa kereta + Massa beban (Kg)Percepatan KeretaKeterangan: Untuk menuliskan data percepatan benda dapat diurutkan dari yang tercepat (1), cepat (2), dan kurang cepat (3). Jawablah pertanyaan berikut !1. Apa yang mempengaruhi perbedaan besar percepatan sistem pada percobaan 1 dan 2?2. Bagaimana hubungan antara gaya (berat beban yang digantung) dengan percepatan sistem berdasarkan percobaan 1 dan 2?3. Apa yang mempengaruhi perbedaan besar percepatan sistem pada percobaan 1 dan 3?1. Merangkai kereta, katrol, tali, dan beban (100 g) seperti gambar di samping. Mengamati percepatan gerak kereta.2. Menambahkan beban (2 x 100 g) pada rangkaian percobaan seperti pada gambar di samping! Mengamati percepatan gerak kereta.3. Memindahkan beban (100 g) yang menggantung ke atas kereta seperti pada gambar di samping. Mengamati percepatan gerak kereta.Ilmu Pengetahuan Alam274. Bagaimana hubungan antara massa total (massa kereta + massa beban) dengan percepatan kereta berdasarkan percobaan 1 dan 3? 5. Seorang pemain sepatu roda yang massanya 50 kg meluncur dengan percepatan 4 m/s2 pada saat resultan gayanya 200 N. Bagaimanakah gerakan pemain sepatu roda jika mengalami perubahan kecepatan seperti dalam tabel?Lengkapi tabel berikut.Gaya (N)Massa (kg)Percepatan (m/s2)20050410050.....10025...........252200......56. Balok A dan B dihubungkan dengan menggunakan tali dan katrol seperti pada gambar di bawah ini. Apabila massa balok A sama dengan massa balok B (MA = MB = m), tentukan jawaban yang benar dari masing-masing pertanyaan di bawah ini! (Lingkari jawaban yang benar).Apa yang kamu simpulkan?Apa yang dapat kamu simpulkan tentang hubungan antara gaya, massa, dan percepatan benda? Percobaan tersebut menunjukkan bahwa percepatan gerak sebuah benda berbanding lurus dengan gaya yang diberikan, namun berbanding terbalik dengan massanya atau . Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum II Newton. Di dalam kehidupan sehari-hari kita sering menemui fakta bahwa pada saat memindahkan balok (seperti pada Gambar 1.31) akan lebih cepat jika a. Massa sistem (A + B) adalah [m] [2m]b. Gaya yang bekerja pada sistem adalah berat balok [A] [B] [A+B]c. Berat balok B adalah [ ] [mg] [2mg]d. Besar percepatan sistem adalah [kurang dari g] [g] [lebih besar dari g]Ingat! g adalah percepatan gravitasi bumi yang besarnya 10 m/s2Kelas VIII SMP/MTsSemester 128gaya yang diberikan lebih besar. Hal ini dikarenakan gaya berbanding lurus dengan percepatan. Jadi, dengan gaya yang besar maka akan didapatkan percepatan yang lebih besar juga. Contoh lainnya seperti saat kita memindahkan meja yang ringan akan lebih cepat daripada memindahkan almari yang berat jika kita menggunakan gaya dorong yang sama. Hal ini disebabkan massa meja lebih kecil daripada massa almari dan karena massa berbanding terbalik dengan percepatan benda. Semakin kecil massa benda, semakin besar percepatannya. Jadi, memindahkan meja yang ringan akan lebih cepat daripada memindahkan almari yang massanya lebih besar.4. Hukum III NewtonPernahkah kamu berpikir, bagaimana sebuah roket dapat meluncur ke angkasa? Roket yang terdorong ke atas diakibatkan oleh semburan gas ke bawah (Lihatlah Gambar 1.32)! Semakin kuat semburan gas ke bawah, roket akan semakin cepat terdorong ke atas. Berdasarkan fakta tersebut, tahukah kamu, apa yang sebenarnya terjadi pada roket yang sedang diluncurkan? Gaya-gaya apa saja yang mempengaruhi gerak roket tersebut? Apakah gaya-gaya pada gerak roket saat pertama kali diluncurkan sama seperti gaya-gaya roket saat sudah lepas dari landasannya? Untuk memahami secara detail gerak roket tersebut, diskusikan pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!Gambar 1.31 Gaya untuk menarik balokSumber: Hans. 2013 Gambar 1.32 RoketF = 200 NIlmu Pengetahuan Alam29Tangan menghantam tembokTembok menghantam tanganKepala menyundul bolaa...................................Kaca mobil menghantam seranggab......................................................Baseball menghantam bolac.........................................Jari memencet hidungd.................................Tangan menarik bungae..................................Atlet mengangkat barbelf.......................................Udara di dalam balon menekan ke segala arahg...............................................................................h.......................................W = gaya pada balok oleh bumiW’ = gaya pada bumi oleh balokf = gaya pada balok oleh mejaf’ = gaya pada meja oleh balokN = gaya pada balok oleh mejaN’ = gaya pada meja oleh balokPertanyaan Diskusi!1. Perhatikan contoh-contoh pada gambar a - g disajikan pasangan gaya aksi–reaksi yang ditunjukkan dengan menggunakan anak panah (vektor gaya) dan keterangan gaya aksi-reaksi yang bekerja pada benda dituliskan masing–masing di bawah gambar. Tugasmu adalah menggambarkan anak panah untuk gaya reaksi dan menuliskan keterangan gaya reaksi yang bekerja, kemudian pada benda b sampai dengan g, dan menggambar 1 tambahan pada poin h. 2. Sebuah balok diletakkan di atas meja seperti pada gambar di bawah ini. Balok diam dan memiliki berat sebesar 1 N.Kelas VIII SMP/MTsSemester 130Berdasarkan gambar tersebut pilihlah jawaban yang benar dari pertanyaan-pertanyaan berikut!a. Gaya berat (w) balok sebesar 1 N disebabkan oleh [bumi] [lantai]b. Lantai menahan balok dengan gaya normal N dan arah yang berlawanan dengan W. Besar N [sama dengan w] [kurang dari w] [lebih dari w]c. Karena balok berada pada keadaan seimbang (diam), maka total gaya yang bekerja pada balok adalah [nol] [tidak sama dengan nol]d. Nilai N sama dengan w dan N berlawanan arah dengan w, maka N dan w merupakan [pasangan gaya aksi – rekasi] [bukan merupakan pasangan gaya aksi – reaksi] Hal tersebut dikarenakan pasangan gaya aksi – reaksi selalu bekerja pada [satu benda yang sama] [dua benda yang berbeda] dan dapat dilihat bahwa N dan w [keduanya bekerja pada benda yang sama] [keduanya bekerja pada benda yang berbeda] Hukum III Newton menyebutkan bahwa ketika benda pertama mengerjakan gaya ke benda kedua, maka benda kedua tersebut akan memberikan gaya yang sama besar ke benda pertama namun berlawanan arah atau gaya aksi dan reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda. Misalnya pada peristiwa orang berenang. Gaya aksi dari tangan ke air mengakibatkan gaya reaksi dari air ke tangan dengan besar gaya yang sama namun arah gaya berlawanan, sehingga orang tersebut akan terdorong ke depan meskipun tangannya mengayuh ke belakang. Karena massa air jauh lebih besar daripada massa orang, maka percepatan yang dialami orang akan jauh lebih besar daripada percepatan yang dialami air. Hal ini mengakibatkan orang tersebut akan melaju ke depan. Masih ingatkah kamu dengan peristiwa burung terbang yang dijelaskan di awal bab ini? Gerak burung terbang dapat dijelaskan dengan menggunakan hukum III Newton. Burung mengepakkan sayap ke belakang untuk memberikan gaya aksi ke udara. Udara yang massanya jauh lebih besar daripada burung, memberi gaya reaksi yang nilainya sama besar dengan gaya aksi namun berlawanan arah, sehingga mengakibatkan burung dapat melaju kencang ke depan. Lalu bagaimana gerakan burung di tempat yang hampa udara? Coba pikirkan apa yang akan terjadi pada burung, diskusikan dengan temanmu! Ilmu Pengetahuan Alam31 Setelah mempelajari materi gerak pada makhluk hidup dan benda, patut kiranya memuji ciptaan Tuhan yang sangat kompleks dan sangat detail. Kamu juga harus banyak bersyukur kepada Tuhan atas ciptaannya yang sangat sempurna. Bayangkan bagaimana jika Tuhan tidak menciptakan bumi lengkap dengan gravitasinya? Apakah mungkin kita dapat berjalan dengan aman di atas permukaan bumi? Untuk lebih memahami konsep yang ada pada Hukum I, II, dan III Newton, lakukan kegiatan berikut bersama teman-temanmu.1. Lengkapi tabel berikut dengan analisis peristiwa-peristiwa yang tertera pada tabel. Centang () apakah peristiwa tersebut merupakan penerapan dari Hukum I, II, atau III Newton, kemudian tuliskan alasanmu pada kolom alasan dengan baik dan benar!NoPeristiwaHukum NewtonAlasanIIIIII1Dua ekor kijang yang saling beradu kekuatan terpental akibat saling mendorong satu sama lain.2Dua ekor badak jantan yang bermassa sama melakukan adu kekuatan untuk memperebutkan daerah kekuasaan. Keduanya saling mendorong dengan gaya yang sama, sehingga tidak ada satupun badak yang bergeser dari posisinya.3Seekor anak badak bermain-main dengan induknya. Anak badak tersebut terpental ke belakang karena mencoba mendorong induknya dengan kuat.4Seekor banteng jantan mendorong anak kijang dengan kekuatan penuh hingga terpental jauh.5Seekor elang terbang bebas di udara dengan cara mengepakkan sayapnya ke bawah. Kecepatan udara yang lebih cepat di bagian atas sayap mengakibatkan elang tersebut terangkat ke atas.Kelas VIII SMP/MTsSemester 1326Seekor gajah betina mendorong anaknya ke sungai untuk minum. Gajah betina tersebut mendorong anaknya dengan hati-hati karena massa tubuhnya yang jauh lebih besar daripada massa tubuh anaknya.7Seekor ikan berenang di dalam air dengan cara menggerakkan siripnya ke belakang.8Seekor jerapah jantan memiliki kepala yang besar untuk menyerang jerapah jantan lainnya saat dewasa.9Seekor kuda berlari dengan kecepatan konstan sambil membawa sebuah paket di punggungnya. Secara tiba-tiba kuda tersebut berhenti sehingga paket terlempar ke depan.10Seorang joki kuda mengikuti kompetisi final berkuda. Pada menit terakhir kuda yang ditungganginya berhenti secara tiba-tiba, sehingga joki tersebut terpental ke depan.2. Jelaskan penerapan Hukum Newton pada kegiatan olahraga seperti basket, golf, senam lantai, sepak bola, dan lain-lain! Hukum I Newton............................................................................................................................................................................................................................ Hukum III Newton............................................................................................................................................................................................................................. Hukum II Newton.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Sumber: Laurel, dkk,.2007 Gambar 1.33 Berbagai Gerak dalam Kegiatan OlahragaNext >