Tentukan resultan gaya pada sistem berikut dan tentukan resultan gaya yang paling besar

ilustrasi oleh dribbble.com

Rumus resultan gaya adalah gaya yang dihasilkan dari gaya – gaya yang bekerja pada suatu benda. Resultan gaya disimbolkan dengan R dan memiliki satuan newton (N).

Jika terdapat gaya yang bekerja pada suatu benda terdiri atas dua atau lebih dan memiliki arah segaris atau searah, maka gaya yang dihasilkan akan saling menguatkan.

Lain halnya jika gaya yang bekerja pada suatu benda arahnya saling berlawanan maka gaya yang dihasilkan akan saling melemahkan.

Ketika dua gaya atau lebih bekerja pada suatu benda dan memiliki arah yang sama atau segaris.

Maka gaya tersebut dapat diganti dengan gaya lain, yang besarnya sama dengan penjumlahan dari gaya – gaya yang bekerja pada benda tersebut.

Secara matematis, dapat dituliskan sebagai berikut:

Dimana, n adalah banyaknya gaya. Atau dapat digambarkan seperti gambar di bawah ini:

2. Resultan Gaya Berlawanan Arah

Jika terdapat dua gaya atau lebih yang bekerja pada suatu benda dan memiliki arah saling berlawanan.

Maka resultan gayanya sama dengan besar penjumlahan gaya – gaya yang bekerja pada benda tersebut, dengan memisalkan gaya yang arahnya berbeda dengan tanda (+) dan (–).

Misalkan terdapat gaya F1 yang ditarik ke kanan dan gaya F2 yang ditarik ke kiri. Maka kita dapat memberikan tanda (+) pada gaya F1 dan (–) pada gaya F2. Atau dengan memberikan permisalan pada gaya yang memiliki nilai lebih besar sebagai positif dan yang lebih kecil negatif.

Baca juga:  Jenis-Jenis Bunga Aglonema beserta Tips Perawatannya + Gambar

Secara matematis dapat ditulisakan sebagai:

Jika F1>F2, maka dapat dituliskan R=F1-F2. Sedangkan jika F2>F1, maka dapat dituliskan R=F2-F1.

Adapun permisalan di atas dapat digambarkan sebagai berikut:

3. Resultan Gaya Seimbang

Resultan gaya akan seimbang atau memiliki nilai sama dengan nol, jika gaya yang bekerja pada suatu benda memiliki arah yang berlawanan, namun besar gaya di setiap arahnya memiliki nilai yang sama.

Kondisi seimbang ini memiliki 2 kemungkinan, yaitu seimbang statis (benda akan tetap diam) dan seimbang dinamis (benda akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap).

Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

Atau dapat digambarkan seperti di bawah ini:

4. Resultan Gaya Tegak Lurus

Apabila terdapat gaya – gaya yang bekerja pada suatu benda dan arahnya saling tegak lurus, maka berlaku hukum Pythagoras.

Dimana secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

Sebuah meja guru di ruang kelas akan dipindahkan oleh dua orang murid di kelas. Dengan gaya sebesar 50 newton dan 35 newton. Berapakah resultan gaya yang bekerja?

Penyelesaian
Diketahui: F1=50 Newton, F2=35 Newton
Ditanyakan: Resultan gaya (R)  ?

Dijawab:
“akan dipindahkan” artinya meja tersebut akan digeser ke arah yang sama oleh dua orang dengan besar gaya yang berbeda.

Sehingga resultan gaya yang dihasilkan adalah penjumlahan dari kedua gaya yang bekerja tersebut, yaitu:

Jadi, resultan gaya yang bekerja pada meja tersebut sebesar 85 Newton.

Contoh soal 2

Aninda akan menggeser mejanya ke kanan dengan massa sebesar 5 kg, sedangkan Putra akan menggeser mejanya ke kiri dengan gaya sebesar 9 kg.

Jika diketahui meja Aninda dan Putra berdekatan atau saling berhimpit dan percepatan adalah 5 m/s², maka berapakah resultan gaya yang bekerja dan ke arah manakan meja akan tergeser?

Penyelesaian:Aninda, massa = 5 kgPutra, massa = 9 kga=5 m/s²

Ditanya resultan gaya (R)?

Baca juga:  Sejarah Kerajaan Kerdiri dan Peninggalannya [Penjelasan LENGKAP]

Jawab:Pertama, diketahui meja Aninda dan Putra saling berhimpitan artinya saling bersebelahan.

Kemudian, masing – masing memiliki massa yang berbeda dan percepatan yang sama, karena yang ditanyakan adalah resultan gaya yang bekerja maka kita mencari gaya dengan rumus hukum newton II, F = m x a.

F1 (ke kanan) = m. a = 5 kg. 5 m/s² = 25 N
F2 (ke kiri)      = m. a = 9 kg. 5 m/s² = 45 N

Setelah didapatkan gaya dari masing – masing, kemudian dilanjutkan dengan mencari resultan gaya dengan cara mengurangkan gaya. Karena F2 > F1, maka R = F2 – F1.

R = F2 – F1 = 45 N – 25 N = 20 N ke kiri

Sehingga, didapatkan hasil resultan gaya sebesat 20 N dan meja akan bergerak ke arah kiri.

contoh soal 3

Sebuah benda bergerak dengan gaya F1 sebesar 15 N. berapa besar gaya yang dapat menghentikan gaya tersebut?

Penyelesaian
Diketahui: F1 = 15 N
Ditanya: Gaya untuk menghentikan benda?

Dijawab:
Untuk menghentikan gaya artinya resultan gayanya sama dengan 0. Atau sesuai dengan hukum I Newton. ƩF = 0. Maka:

Maka, gaya yang dapat mengimbangi F1 adalah sebesar 15 N dan arahnya berlawanan dengan arah gaya F1.