Gaya adalah tarikan dan dorongan terhadap suatu benda. Benda dalam hal ini meliputi seluruh benda di alam semesta, meliputi benda-benda yang mahabesar, seperti bintang-bintang, hingga ke partikel-partikel penyusun atom. Jenis-jenis gaya yang bekerja ada berbagai macam, tergantung jenis interaksinya.
Ada sebuah kotak yang terletak di atas meja. Kotak itu diam. Kalau kita dorong dengan sentakan kotak itu akan bergerak atau meluncur, kemudian segera berhenti. Kalau meja itu kita lumuri dengan sabun cair atau oli, lalu kotak kita dorong kembali, benda akan bergerak lebih cepat dan lebih lama, sebelum ia berhenti kembali.
Dorongan yang kita berikan adalah gaya. Gaya itu membuat kotak tadi bergerak. Tapi kenapa kotak itu kemudian berhenti bergerak? Karena ada gesekan antara alas kotak dengan permukaan meja. Gaya gesek itu menarik kotak yang sedang bergerak tadi, membuat gerakannya melambat, lalu berhenti.
Bila tidak kita dorong, kotak tidak bergerak. Kotak itu diam. Artinya bila tidak ada gaya, benda akan diam. Tapi sebenarnya pada kotak yang berada di atas meja bukan tidak ada gaya. Ada gaya beratnya akibat tarikan gravitasi Bumi. Tapi ada gaya normal, yaitu gaya dorong ke atas yang diberikan oleh permukaan meja. Gaya normal ini sama besar dengan gaya berat, tapi berlawanan arah. Gaya adalah besaran vektor. Kalau ada 2 gaya yang bekerja berlawanan arah maka gaya bersih yang bekerja adalah selisih dari besar kedua gaya itu. Karena besarnya gaya sama, maka selisihnya 0. Artinya tidak ada gaya bersih (resultan) yang bekerja. Akibatnya benda tidak bergerak.
Inilah yang dirumuskan dalam Hukum Newton I. Sebuah benda akan diam bila tak ada resultan gaya yang bekerja padanya. Tidak hanya itu, sebuah benda yang sedang bergerak akan terus bergerak lurus kalau tidak ada gaya resultan yang bekerja padanya. Bergerak lurus itu artinya kecepatannya tidak berubah, arahnya juga tidak berubah.
Benda yang terus bergerak tanpa berhenti agak sulit untuk kita temukan contohnya di sekitar kita. Tapi kotak di atas meja tadi bisa kita jadikan contoh. Bayangkan kalau meja sangat licin sehingga tidak ada gesekan antara kotak dengan meja. Kalau kita dorong sedikit saja maka kotak akan terus meluncur, dan tidak akan berhenti.
Kalau pada sebuah benda ada resultan gaya maka akan terjadi perubahan kecepatan (baca: percepatan), artinya benda akan bergerak. Percepatan itu sebanding dengan besar gaya yang diberikan dibagi massa benda. Makin besar gaya, makin besar percepatannya. Makin besar massa benda makin kecil percepatan benda itu, bila massa benda besar. Contohnya, kalau kita dorong sebuah kotak yang ringan dengan satu tangan, benda itu akan bergerak cepat. Tapi kalau yang kita dorong adalah benda yang berat, tentu gerakannya akan lebih lambat. Keadaan ini dirumuskan sebagai Hukum Newton II.
Bila pada sebuah benda yang sedang bergerak diberikan gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan, yang terjadi adalah perlambatan, atau percepatan negatif. Percepatan negatif mengurangi kecepatan benda yang sedang bergerak. Kalau kecepatan terus berkurang, suatu saat besarnya akan nol, artinya benda diam. Bila diberikan gaya ke arah lain (tidak searah tidak pula berlawanan) maka benda akan berbelok.
Itulah yang terjadi terhadap kotak di atas meja yang didorong tadi. Dorongan memberikan percepatan, membuat benda bergerak, dari keadaan diam menjadi punya kecepatan. Lalu saat kotak itu bergerak meluncur, bekerja gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan arah gerak kotak. Saat itu terjadi perlambatan, hingga kecepatan menjadi nol, dan benda diam.
Tadi sempat disinggung gaya normal, yaitu gaya dorong permukaan meja yang ditempati oleh sebuah kotak bermassa. Gaya ini jarang disadari keberadaannya. Sebuah kotak besi padat yang kita tempatkan di atas meja menekan permukaan meja. Permukaan meja yang padat melawan dengan gaya normal ke atas. Itu yang membuat kotak itu bertahan, tidak jatuh. Coba kita letakkan kotak itu di atas permukaan air, maka kotak akan terus bergerak ke bawah, tidak bertahan di permukaan seperti saat diletakkan di atas meja tadi. Di permukaan air sebenarnya juga terdapat gaya normal yang mendorong ke atas, tapi gaya itu lemah, lebih kecil dari gaya berat kotak besi. Akibatnya resultan gaya tidak 0, sehingga kotak besi bergerak ke bawah, yang kita sebut tenggelam
Gaya berat ke bawah yang diberikan oleh kotak terhadap permukaan meja dibalas dengan gaya normal yang sama besar ke atas oleh permukaan meja. Hal yang sama terjadi kalau kita gantung kotak itu dengan seutas tali. Tali tersebut akan memberikan gaya ke atas, dan gayanya disebut gaya tegangan tali.
Gaya yang melawan arah gaya yang diberikan disebut gaya reaksi. Adanya gaya reaksi yang sama besar tapi berlawanan arah ini dirumuskan dalam Hukum Newton III. Contoh di atas adalah contoh untuk keadaan diam. Dalam keadaan bergerak, misalnya kalau kita sedang berada dalam mobil dengan kecepatan tertentu, lalu mobil itu direm. Mobil direm artinya ada gaya ke arah belakang yang diberikan, yaitu gaya gesek yang diberikan pada cakram rem. Akibat pengereman ini kita terdorong ke depan. Makin tinggi kecepatan kita makin besar gaya yang diperlukan untuk membuat kita berhenti. Artinya makin besar gaya yang diberikan. Akibatnya, makin besar pula gaya yang mendorong kita ke depan.
Untuk mencegah penumpang terlempar akibat pengereman mendadak atau tabrakan, penumpang mobil diwajibkan memakai sabuk keselamatan.
BACA JUGA Mengenal Besaran Skalar dan Besaran Vektor dan esai sains Hasanudin Abdurakhman lainnya di kolom TEMAN SEKELAS.
Komentar post