Gaya

Gaya merupakan sebuah konsep fisika yang sangat abstrak . Salah satu arti gaya adalah bahwa gaya merupakan sebuah interaksi antara sebuah benda dengan longkungannya.
Sebagai contoh gaya gravitasi adalah sebuah interaksi antara sebuah benda bermassa m dengan benda lain di sekitarnya .
Pengertian lain dari gaya adalah bahwa gaya merupakan penyebab timbulnya percepatan atau perlambatan . Pengertian kedua tentang gaya ini sejalan dengan hokum II Newton yang menyatakan bahwa gaya yang bekerja pada sebuah benda bermassa tetap m sebanding dengan percepatan benda tersebut, atau secara matematis sering ditulis :
F = m.a, dimana a adalah percepatan benda . Besarnya gaya atau gaya gaya didefinisikan dalam bentuk percepatan yang diberikan gaya atau gaya gaya tersebut pada sebuah kilogram standar . Sebuah gaya yang mempercepat ini 1 m/s2 massa standar seperti itu didefinisikan sebagai 1 Newton (N).
Arah percepatan selalu searah dengan arah gaya. Gaya adalah sebuah besaran vektor sehingga jika beberapa buah gaya bekerja pada sebuah benda, maka gaya total yang bekerja pada benda itu merupakan jumlah vektor dari gaya gaya tersebut.
Massa
Massa (m) sebuah benda adalah karakteristik benda itu yang mengaitkan percepatan benda dengan gaya (atau resultan gaya) yang menyebabkan percepatan tersebut. Massa adalah sebuah besaran skalar.
Hukum I Newton
Sebuah benda akan tetap diam jika tidak ada gaya yang bekerja padanya. Demikian pula sebuah benda akan tetap bergerak lurus beraturan (kecepatan benda tetap) jika gaya atau resultan gaya juga nol. Pernyataan ini merupakan pernyataan alami yang apabila digabungakan merupakan rumusan hokum I Newton yang menyatakan bahwa :
Sebuah benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu.
Bagian pertama dari pernyataan hokum I Newton itu mudah dipahami , yaitu memang sebuah benda akan tetap diam bila benda itu tidak dikenai gaya.
Bagian kedua dari pernyataan itu dapat dipahami sebagai berikut . Jika lintasan awal gerak benda itu adalah lurus , maka itu untuk mengubah bentuk lintasan dari gerak benda itu perlu suatu “sentuhan” (yang dalam hal ini kita sebut gaya atau resultan gaya) . Begitu pula bila kita ingin mengubah kecepatan benda baik mempercepat atau memperlambat , maka kita pun memerlukan gaya . Jadi bila tidak ada gaya atau resultan gaya nol maka bentuk lintasan lurus dan kecepatan benda tetap.
Jadi, benda akan selalu berusaha mempertahankan keadaan awal jika benda tidak dikenai gaya atau resultan gaya. Hal ini yang menyebabkan seringnya hokum I Newton disebut sebagai hukum kelembaman (malas untuk berubah dari keadaan awal) . Contoh demonstrasi dari hokum kelembaman ini dapat dilakukan dengan mudah.
Ambilah sebuah garis berisi air hampir penuh dan letakkan di atas sehelai kertas agak panjang (ukuran folio) pada sebuah meja . Kemudian tariklah kertas tadi secara cepat dan mendatar . Anda akan terkejut melihat bahwa gelas berisi air tadi tidak bergeser sedikitpun dari kedudukan semula .
Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa bila kertas ditarik secara cepat , maka seolah – olah gaya tarikan dari kertas itu tidak sempat bekerja pada gelas , sehingga gelas berisi air malas untuk mengubah kedudukan awalnya . Tetapi lain halnya jika kertas tadi ditarik perlahan – lahan .
Gaya tarik dari kertas akan menyesuaikan dengan gelas sehingga seolah – olah gaya tarik itu bekerja pada gelas berisi air itu. Akibatnya , gelas akan ikut bergeser bersama dengan kertas.

Hukum II Newton

Newton menyatakan bahwa percepatan (a) sebuah benda yang bermassa tetap sebanding dengan gaya (F) yang bekerja pada benda itu. Sehingga percepatan sebuah benda benda akan bertambah besar, jika gaya bekerja pada benda itu bertambah besar dan demikian pula sebaliknya.
Pernyataan tersebut di atas disebut hokum II Newton . Secara matematis hokum II Newton tersebut dapat ditulis sebagai berikut :
F sebnding dengan a , atau F = m.a
Kesebandingan antara gaya F dengan percepatan a dapat dinyatakan dalam bentuk grafik .
Hukum II Newton untuk system Multipartikel
Gerak pusat massa (CM= center of mass) juga diatur oleh hokum II Newton , yaitu :
∑ F ext = M.a CM dimana Fext = Resultan gaya luar yang bekerja pada sistem multipartikel tersebut dan a CM = percepatan pusat massanya.
Hukum III Newton
Jika sebuah benda A mengerjakan gaya pada sebuah benda B maka benda B akan mengerjakan gaya yang sama besar dan berlawanan arah pada benda A.
Jadi, jika tangan anda mendorong sebuah dinding maka dinding itu mengerjakan gaya yang sama besar dan berlawanan arah pada tangan anda kenyataan seperti ini telah dirumuskan oleh Newton dan dikenal dengan Hukum III Newton .
Jika gaya dari tangan anda kita sebut F AB , dan gaya dari dinding kita sebut F BA , maka secara matematematis hokum III Newton dapat dinyatakan oleh persamaan:
F AB = - F BA