Materi Biomekanika tentang Gaya

A.    Pengertian Gaya

      Gaya dalam kehidupan sehari-hari didefinisikan sebagai tarikn atau dorongan. Tarikan atau dorongan yang bekerja pada sebuah benda dapat menyebabkan benda tersebut bergerak dipercepat. Kita dapat mendefinisikan gaya dalam bentuk percepatan yang ditimbulkan gaya tersebut pada benda standar, misalnya kilogram standar, yaitu benda yang memiliki massa sebesar satu kilogram (kg).

      Percepatan adalah besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki besar dan arah, oleh karena itu gaya juga harus merupakan besaran vektor. Jika dua atau lebih gaya bekerja pada sebuah benda, maka gaya total yang bekerja pada benda itu adalah jumlah vektor dari semua gaya.

      Gaya yang dikenal dalam ilmu fisika banyak macamnya, misalnya : gaya gesek, gaya gravitasi, gaya internal, gaya pegas, gaya tegang tali, gaya aksi-reaksi, dan lain-lain. Semua gaya ini mempunyai efek yang sama pada benda, yaitu percepatan. Namun dalam kaitannya dengan penelitian ini, gaya-gaya yang di bahas adalah gaya yang diaplikasikan pada hukum Newton tentang gerak (mekanika Newton) pada pokok bahasa Dinamika Partikel, yaitu :

Gaya Gravitasi (gaya berat/W). Gaya gravitasi atau gaya berat adalah gaya yang dialami oleh sebuah benda akibat tarikan bumi, besarnya dinyatakan oleh:

F = m.g

dimana g menyatakan percepatan gravitasi bumi, yang besarnya bervariasi menurut ketinggian benda dari pusat bumi.

1.      Gaya Normal (N). Gaya normal atau gaya pembeban selalu timbul jika dua buah benda bersinggungan. Gaya ini muncul sebagai akibat perubahan elastik benda-benda yangbersinggungan. Arah gaya normal selalu tegak lurus pada bidang antarmuka kedua benda yang bersinggungan.

2.      Gaya Gesek (f). Gaya gesek adalah gaya yang menghambat gerak benda. Penyebab terjadinya gaya gesek adalah kurang ratanya permukaan benda yang bergeseran danadanya gaya tarik menarik (adhesi) antara permukaan benda yang begerseran. Gaya gesek terbagi menjadi dua, yaitu gesekan statis (benda belum bergerak) dan gesekan kinetis (benda sedang bergerak). Besar gaya gesek dinyatakan oleh:

f = .N, dimana adalah koefisien gesekan dan N adalah gaya normal.

3.      Gaya Tegang Tali (T). Gaya tegang tali adalah gaya yang bekerja pada benda akibat tarikan/tegangan tali. Gaya ini bekerja menjauhi benda yang ditinjau.

B.       Hukum-Hukum Newton Tentang Gerak

            Hukum Newton yang membahas tentang gerak benda ada tiga, yaitu:

1.      Hukum I Newton        : “Setiap benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan keepatan tetap, kecuali jika pada benda itu bekerja gaya yang resultannya tidak sama dengan nol.”

2.      Hukum II Newton      : “Percepatan yang timbul pada sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja pada benda itu dan berbanding terbalik dengan massa benda itu. Arah dari percepatan adalah sama dengan arah dari gaya total yang bekerja pada benda.”

3.      Hukum III Newton     : “Bila sebuah benda mengerjakan gaya pada benda kedua (disebut aksi), maka benda kedua akan mengerjakan gaya yang sama besar dan berlawanan arah (disebut reaksi) dengan gaya aksi.