GERAK DAN GAYA PADA BENDA

 

MAPEL                                   : IPA

KELAS                                    : 8

GURU PENGAMPU               : SEPTYANA FORI, S.P

WAKTU PEMBELAJARAN       : Kamis, 3 Agustus 2023

 

KD  3.1 Menganalisis gerak  dan gaya pada benda, sistem gerak pada manusia dan upaya menjaga kesehatan sistem gerak  

 Tujuan Pembelajaran :

   Setelah melakukan pembelajaran, peserta didik diharapkan mampu:

 -       Peserta didik mampu  menganalisis  struktur dan fungsi rangka 

-       Peserta didik mampu menganalisis   struktur dan fungsi sendi

-       Peserta didik mampu menganalisis   struktur dan fungsi otot

-       Peserta didik mampu  menganalisis  upaya menjaga kesehatan sistem gerak 

-    Peserta didik mampu menganalisis gerak pada benda  

-     Peserta didik mampu menganalisis gaya pada benda

Apersepsi : Otot rangka sendiri mengendalikan gerakan melalui aktivasi dari cabang somatik sistem saraf perifer dengan kontraksi berintensitas cepat. Otot rangka juga memiliki fungsi untuk pengaturan suhu pada tubuh. Apabila Anda menggunakan otot rangka dengan cepat, suhu tubuh akan bisa meningkat.

Materi

A.Konsep gerak dan gaya

Pada konsep gerak terdapat beberapa istilah penting dan perlu dibedakan siswa, yaitu:

a) jarak

b) perpindahan

c) kelajuan

c) kecepatan

c) percepatan.

Siswa sudah mengetahui bahwa setiap benda dapat bergerak. Bergerak artinya, berpindah posisi dari titik acuan semula.

Benda bergerak melalui lintasannya 

berupa :

a) lintasan lurus

b) melingkar

c) parabola

d) tidak beraturan.

Benda yang melintas pada lintasan lurus melibatkan: jarak, waktu dan kecepatan.

Untuk memahami perbedaan jarak dan perpindahan, pahami ilustrasi berikut!

Jarak rumah siswa dan sekolah adalah 2,5 km. Jika siswa pergi dan pulang sekolah maka jarak yang ditempuhnya adalah 5 km.

 

Akan tetapi perpindahan siswa adalah 0 karena tidak ada selisih posisi awal dan akhir tidak ada. Jadi,

1.Jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh oleh benda.

2.Perpindahan adalah selisih jarak lurus antara posisi awal dengan posisi akhir.

Selanjutnya perbedaan kelajuan dan kecepatan.

3.Kelajuan adalah kemampuan menempuh jarak tertentu pada setiap detiknya. Bisa dirumuskan dengan :

v = S/t

Dimana :

v = kelajuan (m/s)

S = jarak tempuh (m)

t = waktu (s)

4.Kecepatan adalah kemampuan mengukur perpindahan gerak benda tiap satuan waktu. Bisa dirumuskan dengan :

Δv = Δs/t

Dimana :

 Δv = kecepatan (km/jam)

Δs = perpindahan (m)

t = waktu (s)

Jadi, kelajuan berbeda dengan kecepatan. Ingat! Pada Gerak Lurus Beraturan (GLB), kecepatan dan kelajuan memiliki nilai, simbol (v) dan satuan (m/s) yang sama.

5.Percepatan adalah perubahan kecepatan kecepatan pada setiap waktu. Percepatan bisa dirumuskan dengan :

a = Δv/t

Dimana :

a = percepatan (m/s²

Δv = perubahan kecepatan (m/s)

 Δs= perubahan waktu (s)

v2= kecepatan akhir (m/s)

 v1= kecepatan awal (m/s)

Percepatan tidak hanya dimiliki benda yang bergerak horizontal, pada benda yang bergerak vertikal pun memiliki percepatan yaitu percepatan gravitasi.

Percepatan gravitasi atau disebut juga gaya gravitasi adalah gaya tarik benda oleh bumi sehingga benda mengalami percepatan konstan yaitu 9,8 m/s² atau 10 m/s².

Gerak lurus

Gerak lurus adalah gerak benda pada lintasan lurus. Gerak Lurus dibedakan menjadi dua :

a.Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak Lurus Beraturan terjadi apabila kecepatan gerak suatu benda konstan.

b.Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

Gerak Lurus Berubah Beraturan terjadi apabila suatu benda bergerak dengan percepatan yang konstan.

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak yang memiliki perubahan kecepatan selalu tetap pada setiap detiknya.

Gaya

Gaya adalah tarikan atau dorongan. Gaya dapat mengubah kecepatan, bentuk, dan arah.

Gaya dibagi menjadi 2 yaitu: gaya sentuh dan gaya tak sentuh.

a) Gaya sentuh

Gaya otot dan gaya gesek adalah contoh gaya sentuh. Gaya otot adalah gaya yang ditimbulkan oleh koordinasi otot oleh rangka tubuh.

Seorang anak menggunakan ketapel akan menarik karet ketapel ke arah belakang.

Gaya gesek adalah gaya yang diakibatkan oleh adanya 2 benda yang saling bergesekan. Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan gaya

yang diberikan pada benda. Misalnya antara kaki meja dengan lantai ketika meja didorong.

 

 

b) Gaya tak sentuh adalah gaya yang tidak membutuhkan sentuhan langsung pada benda yang dikenainya.

Besi akan tertarik dan menempel pada magnet. Hal ini dipengaruhi oleh gaya magnet.

B.Hukum Newton

1.Hukum I Newton 

Hukum I menyatakan bahwa sifat inersia (kelembaban) benda yang tidak mengalami resultan gaya (∑F = 0) akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan. 

Sifat kelembaman adalah sifat benda yang memiliki kecenderungan untuk mempertahankan keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan tetap.

Contoh, ketika berada didalam mobil, kemudian sopir mengerem dengan mendadak, maka badan kita akan bergerak ke depan. Hal ini badan kita mempertahankan keadaan untuk tetap diam.

 

2.Hukum II Newton 

menyatakan bahwa percepatan gerak benda berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massanya.

Atau dalam bentuk persamaan:

a = ∑F/m

Dimana :

a = percepatan (m/s²)

∑F = gaya (N)

m = massa benda (kg)

Contoh Hukum II Newton yaitu saat memindahkan meja yang ringan akan lebih cepat daripada memindahkan lemari yang berat jika gaya dorong kita sama. Hal ini karena meja memiliki massa yang lebih kecil daripada lemari. Semakin kecil massa benda, maka semakin besar percepatannya. Begitu pula sebaliknya.

3.Hukum III Newton 

menyatakan bahwa ketika benda pertama memberi gaya aksi (Faksi) pada benda kedua, maka benda kedua akan memberi gaya reaksi (Freaksi) yang sama besar pada benda pertama tetapi berlawanan arah. Atau bisa dirumuskan :  Faksi = – Freaksi.

Contoh Hukum III Newton yaitu pada saat kita berenang. Ketika berenang, tangan mengayuh ke belakang (melakukan gaya aksi), dan air akan mendorong kita melaju ke depan (melakukan gaya reaksi).

 

Soal

1. Seorang anak mendorong benda dengan gaya 80 N sehingga benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu. Jika massa benda tersebut 8 kg, hitunglah percepatan benda tersebut?

2. Indah mendorong sebuah meja dengan gaya 100 N sehingga meja tersebut berpindah dengan percepatan 2 m/s². Hitunglah berapa massa meja tersebut?

3. Haha dan Hihi mendorong sebuah lemari ke kanan secara bersamaan. Jika gaya yang dikeluarkan oleh Haha dan Hihi secara berturut-turut 40 N dan 50 N maka berapa total gaya yang dikeluarkan keduanya? Dan hitung massa lemari tersebut jika lemari tersebut berpindah dengan percepatan 0,5 m/s²?

4. Sebuah tali ditarik ke kanan dengan gaya 100 N dan ditarik ke kiri dengan gaya 40 N. Berapa resultan gaya yang dikenakan pada tali tersebut dan ke mana arah resultan gaya tersebut?

5. Wahyu memiliki massa 40 kg. Jika percepatan gravitasi 10 m/s² hitunglah berat Wahyu?

Pembahasan

1. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep hukum II Newton

Diketahui:

F = 80 N

m = 8 kg

ditanyakan: a  = ?

jawab:

a = F/m

a = 80 N/8 kg

a = 10 m/s²

Jadi percepatan benda tersebut adalah 10 m/s²

2. Sama seperti soal no 1, anda harus harus paham dengan konsep hukum II Newton untuk menjawab soal ini.

Diketahui:

F = 100 N

a = 2 m/s²

ditanyakan: m  = ?

jawab:

a = F/m => m = F/a

m = 100 N/(2 m/s²)

m = 50 kg

Jadi massa meja tersebut adalah 50 kg

3. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep gaya tak setimbang dan hukum II Newton.

Diketahui:

F1 = 40 N

F2 = 50 N

a = 0,5 m/s²

ditanyakan:

R = ?

m = ?

Jawab:

Sekarang hitung terlebih dahulu berapa resultan gaya yang bekerja pada lemari tersebut.

R = F1+F2

R = 40 N + 50 N

R = 90 N

Jadi resultan gaya yang bekerja pada lemari tersebut adalah 90 N

Dengan menggunakan hasil dari resultan gaya tersebut sekarang kita hitung massa lemari tersebut dengan menggunakan konsep hukum II newton.

m = F/a => m = R/a

m = 90 N/(0,5 m/s²)

m = 180 kg

Jadi massa lemari tesebut adalah 180 kg.

4. Untuk menjawab soal ini anda harus paham konsep gaya tak setimbang. Untuk yang arahnya ke kanan kita beri tanda positif (+) sedangkan yang ke kiri kita beri tanda negative (-).

Diketahui:

F1 = 100 N

F2 = -40 N

Ditanyakan: R = ?

Jawab:

R = F1+F2

R = 100 N- 40 N

R = 60 N ke kanan

Jadi resultan gayanya 60 N ke kanan

5. Untuk menjawab soal ini anda harus paham dengan konsep percepatan oleh gravitasi.

Diketahui:

m = 40 kg

g = 10 m/s²

Ditanyakan:

w = ?

Jawab:

w = m.g

w = 40 kg. 10 m/s²

w = 400 N

Jadi berat wahyu adalah 400 N

 

Kesimpulan : 

1. Fungsi otot rangka adalah berkontraksi untuk menggerakkan bagian-bagian tubuh lebih dekat

   ke tulang yang melekat pada otot. Sebagian besar otot rangka melekat pada dua tulang di sepanjang

   sendi, sehingga otot berfungsi untuk menggerakkan bagian-bagian tulang lebih dekat satu sama lain.

2. Usaha atau kerja dalam IPA dilambangkan dengan W dari kata dalam Bahasa Inggris yaitu Work. Usaha dapat bernilai positif, negatif, dan nol (0).

 

Setelah kalian membaca materi diatas silahkan kalian kerjakan tugas ini:

Buatlah satu contoh soal tentang gerak dan gaya pada benda serta pembahasannya

kerjakan di buku latihan dan dikumpul

Terima kasih

Wassalamualaikum wr wb