Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama · Grades 1–9
12Dorongan dan Tarikan: Gaya
Membuka pintu, menarik ritsleting, menendang bola, dan menyeret kereta luncur: sepanjang harimu kamu mendorong dan menarik. Fisika mengumpulkan semuanya di bawah satu nama yang megah — gaya — lalu mengajukan dua pertanyaan sederhana: apa yang dapat dilakukan sebuah gaya, dan ke arah mana ia bekerja?
12.1 Dorongan dan tarikan di mana-mana
Definisi 12.1 (Gaya)
Sebuah dorongan atau tarikan disebut gaya. Mendorong ayunan, menarik gerobak, menekan bel pintu, meregangkan karet gelang, meremas adonan: setiap satunya adalah gaya yang sedang bekerja. Sebuah gaya selalu punya kekuatan — lembut atau perkasa — dan sebuah arah: ia mendorong atau menarik ke suatu arah.
Contoh 12.2 (Dorongan atau tarikan?)
Pilahlah harimu: menendang bola — dorongan dengan kaki. Membuka laci — tarikan. Menutupnya — dorongan. Menarik ritsleting jaket — tarikan. Menguleni adonan — banyak dorongan kecil. Tarik tambang — dua regu menarik tali yang sama ke arah berlawanan.
Metode 12.3 (Menggambar gaya sebagai anak panah)
Para fisikawan menggambar gaya sebagai sebuah anak panah:
- anak panah dimulai di tempat dorongan atau tarikan itu mencengkeram bendanya;
- ia menunjuk ke arah kerja gayanya;
- gaya yang lebih kuat mendapat anak panah yang lebih panjang.
Satu anak panah kecil menceritakan seluruh kisahnya: di mana, ke arah mana, seberapa kuat. Kita akan menggambar anak panah ini bertahun-tahun lamanya.
12.2 Apa yang dilakukan gaya
Proposisi 12.4 (Empat pekerjaan sebuah gaya)
Sebuah gaya dapat melakukan empat hal pada sebuah benda:
- menggerakkannya — tendangan mengirim bola yang tadinya diam melesat pergi;
- menghentikannya — tangan penjaga gawang menghentikan tembakan;
- membelokkannya — ketukan dari samping membengkokkan lintasan bola yang menggelinding;
- mengubah bentuknya — remasan memipihkan spons, tarikan meregangkan karet gelang.
Tanpa gaya, tidak ada satu pun dari keempatnya: benda yang dibiarkan sendirian sama sekali akan tetap melakukan persis apa yang tadi dilakukannya.
Contoh 12.5 (Gaya lebih kuat, akibat lebih besar)
Ketuklah sebutir kelereng: ia bergulir sampai ke tepi meja. Sentillah kuat-kuat: ia melesat melintasi ruangan. Kelereng yang sama, jari yang sama — hanya kekuatan dorongannya yang berubah, dan penerbangan kelereng itu berubah bersamanya. Gaya lembut, akibat lembut; gaya perkasa, akibat perkasa.
Contoh 12.6 (Cobalah: para pengubah bentuk)
Kumpulkan spons, karet gelang, segumpal plastisin, dan balok kayu. Remas dan regangkan masing-masing. Spons melenting kembali begitu kamu lepaskan; karet gelang pun begitu. Plastisin mempertahankan bentuk barunya — gayamu membuat lekukan selamanya. Dan baloknya? Remasan terkuatmu sama sekali tidak mengubahnya (setidaknya yang dapat kamu lihat!). Setiap benda menjawab gaya dengan caranya sendiri.
12.3 Gaya tanpa sentuhan
Contoh 12.7 (Tarikan Bumi)
Jatuhkan sebuah sendok: ia turun. Lemparkan bola setinggi yang kamu mau: ia kembali turun. Daun, tetes hujan, remah roti — semua yang dilepaskan jatuh ke bawah. Ada sesuatu yang menarik semuanya, sepanjang waktu, tanpa menyentuhnya: Bumi itu sendiri. Tarikan Bumi adalah gaya yang paling ajek dalam hidupmu — ia tidak pernah melepaskan, dan itulah sebabnya “bawah” berarti hal yang sama di seluruh halaman bermain.
Catatan 12.8 (Kawan lama)
Kamu sudah mengenal satu lagi gaya tanpa sentuhan: magnet, yang menarik penjepit kertasnya melintasi celah udara. Magnet dan tarikan Bumi adalah dua gaya tanpa sentuhan dalam kehidupan sehari-harimu — kekecualian yang langka dan berharga, sebab setiap dorongan atau tarikan lain yang kamu temui memerlukan sentuhan. Keduanya akan tumbuh menjadi bab yang besar di bagian akhir pelajaran ini.
12.4 Latihan
Latihan 12.1 ★
Dorongan atau tarikan? Membunyikan bel pintu; membuka laci; menyundul bola; menyeret kereta luncur mendaki; memencet pasta gigi.
Solusi
Solusi Latihan 12.1.
Dorongan; tarikan; dorongan; tarikan; dorongan (remasan adalah dorongan dari dua sisi).
Latihan 12.2 ★
Tiga hal apa yang diceritakan sebuah anak panah gaya tentang gayanya?
Solusi
Solusi Latihan 12.2.
Di mana gaya itu mencengkeram benda, ke arah mana ia bekerja, dan seberapa kuat ia (lewat panjang anak panahnya).
Latihan 12.3 ★
Sebutkan empat pekerjaan sebuah gaya, dan berikan contohmu sendiri untuk masing-masing — berbeda dari contoh dalam bab ini.
Solusi
Solusi Latihan 12.3.
Menggerakkan, menghentikan, membelokkan, mengubah bentuk. Contohnya beragam — misalnya: menyentil kelereng (menggerakkan), menangkap piring terbang (menghentikan), memantulkan bola pada dinding (membelokkan), memipihkan bola salju (mengubah bentuk).
Latihan 12.4 ★
Sebutir kelereng menggelinding lurus ke arahmu. Hanya dengan satu jari, bagaimana kamu membuatnya: berhenti? melaju lebih cepat? membelok ke samping? Katakan ke arah mana jarimu mendorong tiap kali.
Solusi
Solusi Latihan 12.4.
Menghentikannya: doronglah melawan geraknya, jari ke arah kelereng. Melajukannya: doronglah searah gulirannya, dari belakang. Membelokkannya: doronglah dari samping, melintang terhadap lintasannya.
Latihan 12.5 ★
Mana yang melenting kembali dan mana yang mempertahankan lekukannya: spons; plastisin; karet gelang; salju yang lembut?
Solusi
Solusi Latihan 12.5.
Melenting kembali: spons dan karet gelang. Mempertahankan lekukan: plastisin dan salju yang lembut.
Latihan 12.6 ★
Gambarlah sebuah kotak yang didorong lembut ke kanan dan kotak yang sama didorong kuat ke kiri. Apa bedanya kedua anak panahmu?
Solusi
Solusi Latihan 12.6.
Dorongan yang lembut: anak panah pendek menunjuk ke kanan. Dorongan yang kuat: anak panah panjang menunjuk ke kiri. Panjangnya berbeda, arahnya berlawanan.
Latihan 12.7 ★
Gaya apa yang membuat setiap benda yang dijatuhkan turun? Perlukah ia menyentuh sendok yang jatuh itu? Ke arah mana ia selalu menarik?
Solusi
Solusi Latihan 12.7.
Tarikan Bumi. Ia tidak perlu menyentuh — ia menarik sendok itu menembus udara, dan selalu ke arah bawah.
Latihan 12.8 ★
Sebutkan dua gaya tanpa sentuhan yang sudah kamu temui, masing-masing dengan satu contoh yang terlihat di rumah.
Latihan 12.9 ★★
Dalam tarik tambang, kedua regu menarik sekuat tenaga, namun pita di tengah tali kadang sama sekali tidak bergerak. Gambarlah talinya dengan anak panah kedua regu. Apa yang pasti benar tentang kedua tarikan itu ketika pitanya diam? Apa yang terjadi begitu satu regu menarik lebih kuat?
Solusi
Solusi Latihan 12.9.
Dua anak panah pada tali, sama panjang, menunjuk ke arah berlawanan. Pita itu diam ketika kedua tarikan sama kuat — keduanya saling meniadakan. Begitu satu regu menarik lebih kuat, anak panahnya menang dan pita bergerak ke arah itu.
Latihan 12.10 ★★
Bola yang dilempar lurus ke atas melambat, berhenti sekejap mata, lalu jatuh kembali. Gaya mana yang bekerja ketika naik, di puncak, dan ketika turun? Apakah gaya itu pernah berhenti menarik? (Gambarlah anak panahnya pada masing-masing dari ketiga saat itu.)
Solusi
Solusi Latihan 12.10.
Gaya yang sama pada ketiga saat itu: tarikan Bumi, dengan anak panah menunjuk lurus ke bawah — ketika naik (memperlambat bola), di puncak (bersiap membawanya kembali), dan ketika turun (mempercepatnya). Tarikan itu tidak pernah berhenti walau sesaat.