Bapak Newton dalam lingkup cincin yang melilit ajeg

Bapak Newton dalam lingkup cincin yang melilit ajeg 

GAYA SENTRIPETAL DAN GAYA SENTRIFUGAL

Kita kembali berbicara dengan benda yang kita putar. Anggap saja kita mengikat batu kecil dengan tali,.  kemudian kita putar putar bagaikan seorang cowboy yang menggembala kuda nya. Atau bayangkan seorang atlit yang sedang lomba melempar lembingnya. 

 

Maka terlihat dua buah gaya yang terjadi, yaitu gaya yang mengarah ke luar putaran atau gaya sentripetal dan gaya yang mengarah menjauhi pusat putaran atau gaya sentrifugal.

Dari gambar di atas lebih terlihat lagi dan kedua gaya benar - benar saling berlawanan dengan arah sejajar dan memiliki nilai yang sama, hanya berbeda arah saja

F sentripetal = F Sentrifugal

Dengan nilai gaya sentrifugal adalah 

Gaya sentrifugal adalah gaya yang bekerja pada benda yang berputar dengan arah gaya menjauhi pusat atau inti. Contohnya, saat mengendarai mobil pada tikungan tajam, orang yang berada di dalam mobil akan condong terlempar keluar karena faktor gaya sentrifugal ini. Kebalikan dari itu adalah gerakan berputar ke arah pusat atau inti yang disebut gaya sentripetal. Besar kekuatannya sama dengan gaya sentrifugal.

Namun, menurut lilitan I Newton, "jika terdapat gaya total pada suatu benda maka benda tersebut akan berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan laju tetap sepanjang garis lurus". Nah, jika kita mengartikan gaya sentrifugal sebagai gaya pada umumnya, yaitu gaya yang bekerja pada gerak melingkar akibat adanya gaya sentripetal yang arahnya berlawanan dan besarnya sama, maka Hukum Newton ini  dilanggar. Karena ketika sebuah benda melakukan gerak meingkar, pada benda tersebut bekerja gaya sentripetal yang arahnya menuju pusat. Dan apabila ada gaya sentrifugal yang menjauhi pusat, maka akan terdapat gaya total yang mengakibatan benda bergerak sepanjang garis lurus. Kenyataan yang terjadi, benda tidak diam, melainkan tetap bergerak melingkar. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa gaya sentrifugal merupakan gaya non- Newtonian. Karena tidak sesuai dengan lilitan Newton dan gaya inersia. Hal ini disebabkan karena kerangka acuannya diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Nah gaya non-Newtonian inilah yang dimaksud dengan gaya semu atau fiktif . Oleh karenanya mengapa dibuku-buku tertulis gaya sentrifugal adalah gaya semu. 

katrol  

Bahasan selanjutnya mengenai pesawat sederhana yaitu katrol. Tahukah sobat apa itu katrol? Mungkin mari kita toleh kehidupan sehari-hari kita apakah pernah ya kita menggunakan katrol? seberapa sering, atau bahkan tidak sama sekali. Pernahkah kalian menimba air di sumur? Pertanyaannya bukan mengenai dalam atau dangkalnya sumur itu, melainkan Mengapa ketika kita menimba air di dalam sumur yang dalam dengan menggunakan katrol akan terasa lebih ringan? Jawabannya satu kawan, yaitu karena katrol merupakan pesawat sederhana yang mampu meringankan usaha yang kita lakukan.
   Katrol adalah pesawat sederhana berputar yang digunakan untuk meringankan mengangkut atau menarik benda karena dapat mengubah arah gaya angkat ke atas pada benda menjadi gaya tarik ke bawah. Katrol dibedakan menjadi katrol tetap, katrol bergerak, dan takal.
A. Katrol Tetap
   Katrol tetap ini sering digunakan untuk memudahkan dalam menimba air di sumur sobat,.  Katrol tetap merupakan katrol yang porosnya diletakkan pada tempat yang tetap. Prinsip kerja katrol tetap adalah besarnya gaya kuasa sama dengan berat beban, sedangkan lengan kuasa sama dengan lengan beban.Dengan demikian, keuntungan katrol ini adalah untuk mengubah arah gaya, yakni gaya angkat searah gaya berat orang yang mengangkat. Keuntungan mekanis katrol ini sama dengan 1.

B. Katrol Bebas

    Katrol bebas merupakan katrol yang dapat bergerak bebas ketika digunakan. Katrol bergerak ini memiliki keuntungan mekanis sama dengan 2. Artinya untuk mengangkat beban dengan beban seberat F Newton hanya diperlukan gaya setengah F Newton.

C. Katrol Takal (Majemuk)
    Katrol takal merupakan katrol yang tersusun atas katrol tetap dan katrol bergerak. Katrol takal dapat menggunakan dua katrol dimana satu sebagai ketrol tetap dipasang diatas dan satu lagi sebagai katrol bergerak. Keuntungan mekanis dari katrol ini bergantung dari beberapa banyak katrol yang digunakan.  

Magnet dan Ferrit 

1. Membuat Magnet dengan Cara Menggosok

Besi yang semula tidak bersifat magnet, dapat dijadikan magnet. Caranya besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap. Arah gosokan dibuat searah agar magnet elementer yang terdapat pada besi letaknya menjadi teratur dan mengarah ke satu arah.

2. Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Besi  dan  baja  dapat  dijadikan  magnet  dengan  cara  induksi magnet. Besi dan baja  diletakkan  di  dekat  magnet  tetap.  Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh atau terinduksi magnet tetap yang menyebabkan letaknya   teratur  dan mengarah ke satu arah. Besi atau baja akan menjadi magnet sehingga dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya.

Ujung besi  yang  berdekatan  dengan  kutub  magnet  batang, akan terbentuk kutub yang selalu berlawanan dengan kutub magnet penginduksi. 

3. Membuat Magnet dengan Cara Arus Listrik 
Selain  dengan  cara  induksi,  besi  dan  baja  dapat  dijadikan magnet dengan arus listrik. Besi dan baja dililiti kawat yang dihu- bungkan dengan baterai. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan  terpengaruh aliran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai. Hal ini menyebabkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah  ke  satu  arah.  Besi  atau  baja  akan menjadi magnet  dan dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya. Magnet yang demikian disebut magnet listrik atau elektromagnet.

   Dari ketiga cara tersebut, manakah yang memungkinkan lemari es bisa menjadi magnet? Ya, jawabannya adalah secara induksi. Ketika tempelan magnet tersebut di dekatkan dengan pintu lemari es, maka akan terjadi induksi antara tempelan magnet dengan lemari es tersebut. Yang mengakibatkan bagian lemari es yang terinduksi menjadi magnet, walaupun bersifat remanen. So, jika menemui peristiwa seperti ini dan ditanya mana yang menarik antara tempelan dengan pintu lemari es atau bisa juga magnet dengan paku. Jelaslah jawabannya magnet menarik magnet. Bukan paku menarik magnet atau magnet menarik paku.

Listrik Statis  

  Setelah mengetahui tentang listrik dan fenomena alam yang berhubunga. Mari kita pelajari listrik lebih dalam lagi. Listrik muncul dalam dua bentuk yaitu listrik statis dan listrik dinamis. Listrik statis tersusun atas sejumlah muatan listrik yang diam di suatu tempat. Sedangkan listrik bergerak adalah muatan listrik yang bergerak atau mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain dalam suatu bahan penghantar, seperti kawat. Namun, pada postingan kali ini kita akan membahas tentang listrik statis saja.    

     Dalam kehidupan sehari-hari sobat, pernahkan kalian melihat fenomena seperti gambar dibawah ini?

ambar diatas merupakan salah satu contoh fenomena yang berkaitan dengan listrik statis. Mengapa demikian? Listrik statis dapat dihasilkan dengan menggosok-nggosokkan dua benda yang berbeda bahannya. Elektron bergerak dari permukaan benda yang yang satu ke permukaan yang lain. Benda kedua lebih mampu untuk mempertahankan elektronnya dibandingkan benda pertama. Benda yang memperoleh elektron menjadi bermuatan negatif. Oleh karena benda memiliki elektron lebih banyak dari pada proton. Benda yang memberikan elektron menjadi bermuatan positif.

    Pada konsep dasar listrik statis dijelaskan bahwa listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang berada dalam keadaan diam (statis). Listrik statis dapat menjelaskan bagaimana sebuah penggaris yang telah digosok-gosokkan ke rambut dapat menarik potongan-potongan kecil kertas. Gejala tarik menarik antara dua buah benda seperti penggaris plastik dan potongan kecil kertas dapat dijelaskan menggunakan konsep muatan listrik.

    Berdasarkan konsep muatan listrik, ada dua macam muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Muatan listrik timbul karena adanya elektron yang dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain. Benda yang kekurangan elektron dikatakan bermuatan positif, sedangkan benda yang kelebihan elektron dikatakan bermuatan negatif. Elektron merupakan muatan dasar yang menentukan sifat listrik suatu benda.

    Dua buah benda yang memiliki muatan sejenis akan saling tolak menolak ketika didekatkan satu sama lain. Adapun dua buah benda dengan muatan yang berbeda (tidak sejenis) akan saling tarik menarik saat didekatkan satu sama lain. Tarik menarik atau tolak menolak antara dua buah benda bermuatan listrik adalah bentuk dari gaya listrik yang dikenal juga sebagai gaya coulomb.

GAYA COULOMB 

      Gaya coulomb ini muncul sebagai hasil penelitian yang di lakukan oleh Charles Agustin Coulomb pada tahun 1785 tentang gaya listrik antara dua partikel yang bermuatan yang di kenal sebagai Hukum Coulomb. Bunyi hukum Coulomb tersebut yaitu "besarnya gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua benda bermuatan listrik sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda".

Dimana secara matematis dituliskan sebagai berikut:

  Dimana:
     F   = gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak ( N)
     Q1= besar muatan pertama (Coulomb/C)
     Q2= besar muatan kedua (Coulomb/C)
     k   = konstanta gaya Coulomb dengan nilai  9 x 10⁹ N m² C^{− 2} 
     r   = jarak antar dua muatan (m)        

welcome to read into hole Physics