Cara Mencari Resultan Gaya І Langkah Dasar Lengkap

Cara Mudah Mengerjakan Soal Fisika yang berhubungan dengan Gaya (Newton)

xxxx05438blog – Pada kesempatan kali ini saya mau mencoba menjelaskan secara rinci cara mengerjakan soal fisika yang berhubungan dengan gaya (newton) serta resultan dan arahnya. Soal fisika memang dapat di bilang rumit, dan sulit. Namun bila kita paham dengan konsep dasarnya maka mengerjakan soal fisika ini sangat mudah dan menyenangkan sekali. [Terkait : Cara agar mudah belajar fisika] sampai saat ini fisika masih memiliki penggemar yang banyak. Mungkin kamu termasuk pengemar fisika hingga sampai kesini untuk belajar. Baiklah saya akan ajarkan semampu saya disini. Yuk kita simak, jangan muntah dulu ya, hehehe, siapkan kopi dan snack biar tidak ngantuk wkwwk

Contoh soalnya seperti ini ya, lihat gambar di bawah

Gaya - Gaya

 Yang pertama anda lakukan dalam mengerjakan soal ini adalah mencari gaya yang bekerja pada sumbu x dan sumbu y-nya. Kita olah dahulu yang pertama ya

Gaya 1

Lihat gambar di atas, kita akan proses bagian ini dulu, gaya yang bekerja 8N ya, saya namakan ini F1 biar mudah pengerjaannya

Selanjutnya kita tentukan gaya yang bekerja di x dan gaya yang bekerja di y, yaitu pada panah hijau. Logikanya begini ya, bila anda menarik benda yang berbentuk + , anda menariknya dari posisi di angka 8. Otomatis benda yang anda tarik akan bergeser kesamping kanan (x) dan juga keatas (y) bukan? Maka dari itu, nilai gaya yang bekerja ke kanan (x) dan ke atas (y) dapat kita tentukan dengan mencari nilai Fx1 dan Fy1 nya.

Selanjutnya kita akan selesaikan cara mencari besar nilai Fx1 dan Fy1 ya. Disini saya ada beberapa cara ya, tapi saya coba dulu dengan cara sederhana, yaitu menggunakan aturan segitiga

Aturan Segitiga Siku-siku

Maka boleh dund kalo saya buat kayak gini, hehehe

Ilustrasi Pemahaman

Perhatikan ada 2 buah segitiga, a dan b, warna kuning adalah sisi yang nilainya di ketahui yaitu 8 N. Dan panah itu adalah yang di tanya, Fx1 dan Fy1
Kita coba selesaikan segitiga a ya. Mari kita putar-putar dulu biar enak hehehe. Kalo dah mahir gak perlu di putar, nanti tambah pusing pulak hehe

Segitiga a

Warna hijau adalah sisi yang di tanya, kenapa warna hijau? Logik aja coba anda perhatikan dari gambar yang di atas, warna hijau adalah sumbu y bukan? Nah itulah kita cari nilainya. Caranya? Seperti rumus yaa

Dik : sisi miring = 8 N
Sudut = 60
Dit : Sisi Datar?
Jawaban : kita gunakan rumus apa? Adalah rumus COSinus

Masukkan saja nilainya
Cos A = Datar / Miring
Cos 60 = Datar / 8 N
0.5 = Datar / 8 N
Datar = 8 x 0.5
Datar = 4 N
Sisi datar pada segitiga a adalah Fy1, maka nilai Fy1 = 4 N

Lanjut segitiga b, perhatikan gambar di bawah ini

Segitiga b

Selanjutnya kita selesaikan segitiga b, caranya sama kok. Sisi hijau adalah yang di tanya, kuning sisi yang di ketahui dari soal.

Dik : sisi Miring = 8N
Sudut 30
Dit : Sisi Datar?
Jawab
Kita gunakan rumus mana ya? Yup benar kita gunakan Cos lagi.

Cos A = Datar / Miring
Cos 30 = Datar / 8N
½ √3 = Datar / 8N
Datar = 4 √3
Sisi datar pada segitiga b adalah Fx1 maka nilai Fx1= 4 √3

Kesimpulan hasil gaya-gaya yang bekerja pada F1 adalah; Fx1 = 4 √3 dan Fy1 = Fy1 = 4 N

Selesai untuk satu gaya yaa. Masih ada 2 Gaya lagi, kerjakan dengan cara yang sama. Nanti saya berikan trik mudahnya. Pahami dahulu konsep dasar yang ini dulu ya.

Mari kita lanjut pada Gaya yang kedua. Biar mudah saya namakan F2 ya. Lihat gambar dibawah, pahami dan resapi. Ini sama dengan yang di atas kok.

Gaya 2

Ada 2 buah segitiga, C dan D. Yang akan kita cari adalah sisi warna hijau ya. Cara mencarinya seperti contoh di atas. Yuk kita cari bareng..

Segitiga C dan D

Sengaja saya tidak putar-putar segitiganya, saya rasa ini cukup mudah kok hehe, bila masih bingung cara menentukan sisi tinggi  pada segitiga siku siku, silakan baca dulu Cara menentukan sisi tegak dan datar segitiga siku-siku ] bila udah faham,  langsung saja kita lanjutkan pertempuran ini hehehehe

Segitiga C yang kita cari adalah sisi datar ya, yang bewarna hijau itu dan sisi itu adalah Fy2. Biar mudah kita buat dik, dit dan dij nya.

Dik : Sisi miring = 5N
Sudut 45
Dit : Sisi datar?
Dij : Kita tentukan rumus yang yang berhubungan dengan yang di ketahui. Yaitu adalah rumus? Yup COSinus

Cos a = Datar / Miring
Cos 45 = Datar (Fy2) / 5N
½ √2 = Fy2 / 5N
Fy2 = 5√2/2 = 2,5√2

Lanjut pada segitiga D

Dik : Sisi miring = 5N
Sudut 45
Dit : Sisi datar (Fx2) ?
Dij : Rumusnya sama dengan yang di atas ya

Cos a = Datar / Miring
Cos 45 = Datar (Fy2) / 5N
½ √2 = Fx2 / 5N
Fy2 = 5√2/2 = 2,5√2

Kesimpulan gaya gaya yang bekerja pada F2 adalah ;  Fx2 = 2,5√2  dan  Fy2 = 2,5√2

Lanjut lagi pada gaya yang ketiga, kita namakan F3 ya. Caranya sama dengan yang di atas, kita uraikan dahulu biar mudah.

Gaya 3

Langsung kita kerjakan ya, udah jelas itu datanya, tinggal kita buat dik, dit dan dij.
Pada segitiga E, kita cari sisi hijaunya (Fx3)

Dik : Sisi Miring = 10N
Sudut : 60
Dit : Sisi Datar (Fx3)?
Dij : Lagi lagi kita gunakan Cos yaa

Cos A = Datar / Miring
Cos 60 = Datar / 10N
½ = Datar / 10N
Datar (Fx3) = 5 N

Lanjut pada gambar F

Dik : Sisi Miring = 10N
Sudut : 30
Dit : Sisi Datar (Fy3)?
Dij : Lagi lagi kita gunakan Cos yaa

Cos A = Datar / Miring
Cos 30 = Datar / 10N
½√3  = Datar / 10N
Datar (Fy3) = 5√3 N

Kesimpulan gaya gaya yang bekerja pada F3 adalah ; Fx3 = 5  Fy3 = 5√3 N

Nah ketiga gaya telah kita selesaikan dengan mudah ya, Biasanya pada soal seperti ini yang di tanya adalah resultan gaya.

Pada artikel kali ini sebenarnya saya hanya memberikan cara mudah mengerjakan soal fisika yang berhubungan dengan gaya ya. Namun saya akan kasi bonus untuk mencari resultan gaya dengan cara yang mudah. Bagaimana caranya? Sedikit menggunaakn logika ya, belajar fisika emang menuntut kita menggunakan logika hehehe.

Cara menentukan resultan gaya pada soalan seperti ini caranya kita tentukan dahulu arah masing-masing gaya tadi (Fx dan Fy). Caranya begini, lihat gambar ya... ini adalah sumbu x dan sumbu y

Area-area pada Fx

Ini untuk menentukan arah Fx positif atau negatif. Anda perhatikan yang saya blok dengan warna biru ya, itu adalah area Fx bernilai negatif. Kenapa negatif?

Coba lihat perpotongan sumbu x dan sumbu y. Itu adalah titik 0. Secara matematika jika berjalan ke kiri, tentu nilainya adalah negatif kan? Misalnya -1, -2, -3. -4 dst. Begitu sebaliknya bila berjalan ke kanan otomatis akan bernilai positif, misalnya 1, 2, 3, 4, 5 dst.

Nah area yang tidak saya blok itu adalah area Fx positif. Jadi setiap anda mendapatkan hasil Fx pada area itu maka Fxnya bernilai +. Bila anda mendapatkan hasil Fx di area yang berwarna biru maka nilai Fxnya negatif.

Secara logika, saya akan jelaskan ya, biar anda mudah memahaminya dan lama di ingatan...

Ilustrasi troli

Saya berikan contoh pada sebuah benda / Troli yang di tarik oleh 2 arah yang berbeda. Pada gambar di atas terlihat ada 1 orang di sebelah kanan dengan kekuatan tarik 10N dan di sebelah kiri terdapat 2 orang dengan total kekuatan tarik 12 N. Secara logika kemanakah Troli akan bergerak? saya yakin anda pasti tau kan?
Yup, troli akan bergerak ke kiri. Kenapa? Secara logika gaya / kekuatan orang di sebelah kiri lebih besar kan? Tentu saja benda akan mudah bergerak kekiri.

Secara matematis dapat di tulis atau dapat di uraikan;
1 orang yang menarik ke kanan dengan gaya 10 N maka nilainya +
Sebaliknya 2 orang yang menarik ke kiri (melawa arus) total 12 N maka nilainya –
Maka dapat di tuliskan dengan seperti ini
Total gaya yang bekerja pada benda dan arahnya = +10N – 12 N = -2N
Nah benda mendapat gaya 2 N. Dan arahnya adalah ke kiri (-).

Kesimpulannya setiap gaya yang bekerja melawan arus maka nilainya negatif. Lebih mudahnya anda pahami pada sumbu x dan sumbu y pada gambar di atas tadi.

ini adalah untuk area Fy

Area-area Fy

Silakan fahami saja ya, sama seperti halnya pada Fx tadi kok...

Selanjutnya kita akan mencoba mencari resultaan pada soalan kita tadi ya..

Menentukan arah pada tiap gaya Fx dan Fy

Gimana, udah paham belum? Kalo belum faham saya  jelasin lagi nih hehehehe ....

Pada gaya F1 ya, lihat tandanya  Positif semua. Karena di area itu Fx dan Fx memang Positif
Pada F2, Lihat tandanya ada yang berbeda. Untuk Fx nilainya negatif, karena berada di area Negatif. ini sesuai dengan konsep kita tadi, lihat gambar aja kalau lupa. Dan Fy positif karena berada di area positif
Pada F3, ternyata negatif semua ya. Karena berada pada area negatif pada Fx maupun Fy.

Selanjutnya kita jumlahkan semua gaya-gaya yang sejenis.

∑Fx = Fx1 + Fx2 + Fx3 = 4 √3 + (-2,5√2) + (-5) = 6,92 – 3,52 – 5 = - 1,6 N

∑Fy = Fy1 + Fy2 + Fy3 = 4 + 2,5√2 + (-5√3) = 4 + 3,52 – 8,65 = - 1,13 N

Resultan Gaya F = √ ((Fx)^2  +  (Fy)^2 )  = √  ((-1,6) ^2 + (-1,13)^2 ) = √ (3.83) = 1,95 N

untuk mencari arah Resultan gaya ini gunakan arcus tan Fy / Fx


θ = Arc tan ( Fy/Fx )

Coba kamu cari aja ya, hehe tinggal masukin harga saja, cari pake kalkulator biar mudah :)

Selesai

Wah sudah cukup panjang lebar ya. Sekian dulu deh untuk pembahasan kali ini. Mohon di koreksi juga siapa tahu saya ada salah hitung hehe. Bila ada pertanyaaan silakan tinggalkan dikomentar ya. Terimakasih, semoga bermanfaat untuk kita semua

• Tweet
• Share
• Share
• Share
• Share

Sign up here with your email address to receive updates from this blog in your inbox.