MEDIA MENGAJAR
UNTUK SMP/MTs KELAS VII
Ilmu Pengatahuan Alam
Sumber: freepik.com
BAB 4
GAYA DAN GERAK
TUJUAN PEMBELAJARAN
Menjelaskan definisi pengertian gaya dan pengaruhnya pada benda melalui demonstrasi sederhana.
1
Mengaplikasikan macam-macam gaya dalam kehidupan sehari-hari.
2
Mengukur gaya segaris dan searah, serta segaris dan berlawanan arah.
3
Menghitung resultan gaya segaris dan penerapan dalam kehidupan sehari-hari dengan berpikir kritis.
4
Membandingkan berat dan massa benda dan cara pengukurannya.
5
TUJUAN PEMBELAJARAN
Membandingkan macam-macam gerak menurut jenis, sifat dan lintasannya.
7
Menjelaskan Hukum Newton dan penerapan gerak dalam kehidupan sehari-hari.
9
Menjelaskan definisi pengertian gerak dalam peristiwa kehidupan sehari-hari.
6
Membuat laporan eksperimen gaya gerak dan hukum newton secara berkelompok.
10
8
Membedakan kecepatan dan kelajuan dalam gerak serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
PROFIL PELAJAR PANCASILA
Bergotong royong
Bernalar kritis
Kreatif
Sumber: www.freepik.com
A. GAYA
Sumber: freepik.com
Gaya dapat menyebabkan perubahan, yaitu sebagai berikut.
1. Pengertian Gaya
Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan pada benda.
Tanah liat dapat berubah bentuk karena gaya
Sumber: freepik.com
2. Macam-Macam Gaya
Gaya otot
Gaya listrik
Gaya magnetik
Gaya pegas
Gaya gravitasi
Gaya gesek
Sumber: freepik.com
Melukis Gaya
Gaya F1 sebesar 2 N menyebabkan benda berpindah ke kiri
F1 = 2 N
Titik tangkap
F2 = 3 N
Titik tangkap
Gaya F2 sebesar 3 N menyebabkan benda berpindah ke kanan
F2 = 3 N
Titik tangkap
Dua gaya searah, F1 sebesar 2 N dan F2 sebesar 3 N menyebabkan benda berpindah ke kanan
F1 = 2 N
R = 5 N
4. Resultan Gaya
Dua gaya yang bekerja segaris dan searah, maka besar resultannya merupakan penjumlahan kedua gaya tersebut.
dengan
F1 = besarnya gaya ke 1 (N),
F2 = besarnya gaya ke 2 (N), dan
R = resultan gaya (N).
R = F1 + F2
F1
F2
Sumber: www.freepik.com
Dua gaya yang bekerja segaris dan berlawanan arah, maka besar resultannya merupakan pengurangan kedua gaya tersebut.
dengan
F1 = besar gaya ke 1 (N),
F2 = besar gaya ke 2 (N), dan
R = resultan gaya (N).
R = F1 ⎯ F2
F1
Sumber: freepik.com
F2
Lukisan Resultan Gaya Berlawanan Arah
R = F1 - F2
R = 400 – 300 N
R = 100 N ke kanan
F1 = 300 N
Titik tangkap
F2 = 400 N
R = 100 N
Titik tangkap
Gambar 2
Mengukur Berat Benda
Gambar 1
Mengukur Massa Benda
5. Berat dan Massa
Massa benda merupakan banyaknya zat yang terkandung dalam benda dan selalu konstan. Diukur dengan neraca Ohaus.
Berat benda ditentukan gaya gravitasi Bumi yang berpusat di inti Bumi, sehingga semakin jauh gaya grafitasi semakin berkurang. Diukur dengan neraca pegas.
Hubungan Massa dan Berat Benda
dengan
w = berat benda (N),
m = massa (kg), dan
g = gaya gravitasi (m/s2).
Secara matematis dirumuskan:
w = mg
No | Massa Benda | Berat Benda | Berat dibagi Massa |
1 | 100 gram = 0,1 kg | 1 Newton | 1 N / 0,1 kg = 10 N/kg |
2 | 200 gram = 0,2 kg | 2 Newton | 2 N / 0,2 kg = 10 N/kg |
3 | 300 gram = 0,3 kg | 3 Newton | 3 N / 0,3 kg = 10 N/kg |
4 | 400 gram = 0,4 kg | 4 Newton | 4 N / 0,4 kg = 10 N/kg |
5 | 500 gram = 0,5 kg | 5 Newton | 5 N / 0,5 kg = 10 N/kg |
B. GERAK
Sumber: freepik.com
1. Pengertian Gerak
Benda dikatakan bergerak jika terjadi perubahan posisi atau kedudukan dari titik acuan.
Hal penting berkaitan gerak benda:
Kereta api bergerak meninggalkan stasiun.
2. Macam-Macam Gerak
Gerak menurut lintasan
Gerak lurus
Gerak parabola
Gerak melingkar
Gerak lurus merupakan gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus.
Gerak parabola merupakan gerak suatu benda yang lintasannya berupa parabola.
Gerak melingkar merupakan gerak suatu benda yang lintasannya berupa lingkaran.
Gerak menurut keadaan
Gerak semu
Gerak nyata
Gerak semu merupakan gerak benda yang sebenarnya diam, tetapi oleh pengamat teramati seakan-akan bergerak.
Gerak nyata merupakan gerak suatu benda karena adanya perpindahan benda terhadap titik acuan.
Contoh Gerak
Gerak lurus
Gerak parabola
Gerak melingkar
Gerak semu
Gerak nyata
GLBB dipercepat
GLBB diperlambat
Gerak jatuh bebas
Sumber: freepik.com
Jarak merupakan seluruh lintasan yang ditempuh oleh benda. Dalam hal ini Ahmad menempuh jarak yaitu 400 m + 300 m = 700 meter.
Jarak dan Perpindahan
Perpindahan merupakan panjang lintasan lurus yang diukur dari titik awal dengan posisi terakhir. Dalam hal ini perpindahan Ahmad sejauh 400 m - 300 m = 100 meter.
Ilustrasi:
Ahmad pergi ke sekolah dengan berjalan kaki ke arah barat sejauh 400 meter. Namun, ia ingat tidak membawa alat tulis sehingga ia berjalan kembali ke timur sejauh 300 untuk membeli alat tulis tersebut di warung.
400 m
300 m
Kelajuan (speed) adalah besarnya jarak yang ditempuh oleh suatu benda yang bergerak dalam tiap satuan waktu.
Kecepatan dan Kelajuan
Kecepatan (velocity) adalah besarnya perpindahan yang ditempuh oleh benda yang bergerak dalam tiap satuan waktu.
Secara matematis dirumuskan:
dengan
v = kelajuan (m/s),
s = jarak (m), dan
t = waktu (sekon).
Contoh:
Andika berjalan cepat ke arah timur sejauh 150 meter, kemudian kembali ke barat sejauh 50 meter. Waktu yang dibutuh adalah 20 sekon.
Gerak lurus merupakan gerak yang lintasannya berupa garis lurus.
Gerak lurus beraturan (GLB) merupakan gerak yang lintasannya berupa garis lurus dan kelajuannya tetap.
stotal = 20 + 20 + 20 + 20 meter
= 800 meter
3. Gerak Lurus
P
Q
R
S
T
20 m
20 m
20 m
20 m
1 sekon
2 sekon
3 sekon
4 sekon
v
Hubungan antara Kecepatan, Waktu dan Jarak pada GLB
v (m/s)
t (s)
Grafik hubungan kecepatan (v) dengan waktu (t).
s (m)
t (s)
Grafik hubungan jarak (s) dengan waktu (t).
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) merupakan gerak yang lintasannya berupa garis lurus dengan percepatan tetap.
P
Q
R
S
T
v = 2 m/s
1 sekon
2 sekon
3 sekon
4 sekon
v = 4 m/s
v = 6 m/s
v = 8 m/s
dengan
a = percepatan (m/s2),
v0 = kecepatan awal (m/s),
vt = kecepatan akhir (m/s),
s = jarak (m), dan
t = waktu (s).
Percepatan (a) adalah perubahan kecepatan dalam satuan waktu tertentu. Berikut beberapa persamaan pada GLBB.
Hubungan antara Kecepatan, Waktu dan Jarak pada GLBB
v (m/s)
t (s)
Grafik hubungan kecepatan (v) dengan waktu (t).
Grafik Hubungan jarak (s) dengan waktu (t) dipercepat.
s (m)
t (s)
s (m)
t (s)
Grafik Hubungan jarak (s) dengan waktu (t) diperlambat.
C. HUKUM-HUKUM NEWTON
Sumber: freepik.com
“Apabila resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, atau tidak ada gaya yang bekerja pada benda, benda itu akan diam (tidak bergerak) atau akan bergerak lurus beraturan dengan kecepatan tetap.”
Secara matematis dinyatakan dengan persamaan:
∑F = 0
Gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol.
1. Hukum I Newton
Contoh Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Gelas yang berada di atas kertas, lalu ditetakkan di tepi meja, kemudian kertas ditarik cepat maka gelas tidak jatuh.
Ketika duduk di dalam mobil yang diam, tiba-tiba secara mendadak mobil bergerak maka penumpang akan terpelanting
Kelereng di atas sendok dibawa berjalan-jalan, tiba-tiba berhenti mendadak maka kelereng tetap bergerak yang akhirnya jatuh.
Pemain ski akan tetap meluncur ketika tidak ada gaya yang bekerja maka akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap.
Keterangan:
F = gaya yang bekerja (N)
m = massa benda yang bergerak (kg)
a = percepatan (m/s2)
2. Hukum II Newton
“Percepatan dari suatu benda sebanding dengan jumlah gaya (resultan gaya) yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya"
Secara matematis dinyatakan dengan persamaan:
∑F = ma
Contoh Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Mobil tronton yang mengangkut muatan besar akan bergerak lambat dibanding dengan saat kosong dengan gaya mesin yang sama.
Ketika kalian mendorong gerobag yang muatannya penuh gaya yang diberikan lebih besar, dibanding gerobag kosong
Troli dengan muatan gaya tarik lebih berat
Troli kosong gaya tarik lebih ringan
Faksi = ⎼ Freaksi
3. Hukum III Newton
“Jika suatu benda memberikan gaya pada benda lain, maka benda yang dikenai gaya akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang diterima dari benda pertama tetapi arahnya berlawanan”
Secara matematis dinyatakan dengan persamaan:
Gaya Normal (N)
Gaya Berat (w)
Tas memberi gaya berat (w) karena pengaruh gravitasi Bumi ke bawah, namun meja memberikan gaya normal (N) yang besarnya sama dengan gaya berat arahnya ke atas.
Contoh Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Pada saat berjalan ke depan maka gaya gesek memberikan reaksi ke belakang.
Bola yang dilempar ke dinding akan memantulkan ke arah yang berlawanan.
Ketika peluncuran roket ,maka gaya dorong roket ke bawah, mengakibatkan roket terdorong ke atas.
Gaya Reaksi
Gaya Berat (w)
Gaya Aksi
Sumber: www.freepik.com