Gerak dan Gaya

Pernahkah kamu melihat bola yang ditendang? Atau membantu ibu mendorong kereta belanja? Semua itu berhubungan dengan Gerak dan Gaya. Mari kita pelajari bagaimana benda bisa bergerak dan apa yang menyebabkannya!

A. Gerak Benda

Benda dikatakan bergerak jika posisinya berubah terhadap titik acuan.

1. Jarak dan Perpindahan

Jarak adalah panjang seluruh jalan yang dilewati benda. Jarak tidak peduli arah.

Perpindahan adalah seberapa jauh benda berpindah dari titik awal ke titik akhir. Perpindahan sangat peduli arah (garis lurus).

Contoh Soal:

Budi berjalan ke timur sejauh 10 meter, lalu berbalik arah ke barat sejauh 4 meter. Hitunglah jarak dan perpindahannya!

Diketahui:

·         - Gerak ke timur = 10 m
- Gerak ke barat = 4 m

Ditanyakan:

·         - Jarak?
- Perpindahan?

Dijawab:

·         - Jarak = 10 m + 4 m = 14 meter.
- Perpindahan = 10 m - 4 m = 6 meter ke arah timur.

2. Kecepatan Rata-rata

Kecepatan adalah perpindahan dibagi waktu. Rumusnya: v = s / t

Contoh Soal:

Ayah mengendarai mobil dan berpindah sejauh 100 meter dalam waktu 10 detik. Berapakah kecepatan mobil tersebut?

Diketahui:

·         - Perpindahan (s) = 100 m
- Waktu (t) = 10 s

Ditanyakan:

·         - Kecepatan (v)?

Dijawab:

·         - v = s / t
- v = 100 m / 10 s = 10 m/s.

3. Percepatan

Percepatan adalah perubahan kecepatan setiap detik. Jika benda makin cepat, ia mengalami percepatan. Jika makin lambat, ia mengalami perlambatan.

Contoh Soal:

Sebuah motor awalnya diam (0 m/s). Setelah 5 detik, kecepatannya menjadi 20 m/s. Berapakah percepatannya?

Diketahui:

·         - Kecepatan awal (v₀) = 0 m/s
- Kecepatan akhir (vₜ) = 20 m/s
- Waktu (t) = 5 s

Ditanyakan:

·         - Percepatan (a)?

Dijawab:

·         - a = (vₜ - v₀) / t
- a = (20 - 0) / 5 = 4 m/s².

B. Gaya dan Resultan Gaya

Gaya adalah tarikan atau dorongan yang diberikan pada suatu benda. Satuan gaya adalah Newton (N).

Dampak Gaya pada Benda:

·         1. Mengubah bentuk benda (Contoh: Menekan plastisin).

·         2. Mengubah arah gerak benda (Contoh: Menepis bola).

·         3. Membuat benda diam menjadi bergerak atau sebaliknya.

Resultan Gaya

Jika ada lebih dari satu gaya bekerja pada benda, kita harus menghitung totalnya (Resultan).

- Gaya searah: Dijumlahkan (+).

- Gaya berlawanan arah: Dikurangkan (-).

Contoh Soal:

Dua orang mendoron lemari ke kanan. Andi memberi gaya 20 N dan Budi memberi gaya 30 N. Berapakah resultan gayanya?

Diketahui:

·         - F1 (Andi) = 20 N (ke kanan)
- F2 (Budi) = 30 N (ke kanan)

Ditanyakan:

·         - Resultan Gaya (R)?

Dijawab:

·         - Karena searah, maka dijumlahkan.
- R = F1 + F2
- R = 20 N + 30 N = 50 N ke kanan.

C. Hukum-hukum Newton

Sir Isaac Newton merumuskan 3 hukum tentang gerak benda:

1. Hukum I Newton (Inersia/Kelembaman)

Benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan jika tidak ada gaya yang bekerja padanya.

Contoh: Saat mobil direm mendadak, tubuh kita terdorong ke depan karena ingin mempertahankan posisi geraknya.

2. Hukum II Newton

Percepatan benda berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massa. Rumus: F = m × a

Contoh: Mendorong kereta belanja yang kosong lebih ringan dan cepat daripada mendorong kereta yang penuh barang.

3. Hukum III Newton (Aksi-Reaksi)

Jika kita memberi gaya (aksi) pada benda, benda itu akan memberi gaya yang sama besar tapi berlawanan arah (reaksi) pada kita.

Contoh: Saat kita berenang, tangan kita mendorong air ke belakang (aksi), dan air mendorong tubuh kita ke depan (reaksi).

 

D. Ujian Sumatif

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!

1. Perubahan posisi suatu benda terhadap titik acuan disebut...

A. Gaya

B. Gerak

C. Kecepatan

D. Percepatan

 2. Panjang seluruh lintasan yang ditempuh oleh suatu benda disebut...

A. Perpindahan

B. Kecepatan

C. Jarak

D. Percepatan

 3. Andi berlari mengelilingi lapangan bola 1 kali dan kembali ke posisi awal. Pernyataan yang benar adalah... (HOTS)

A. Jaraknya nol

B. Perpindahannya nol

C. Jarak dan perpindahannya sama

D. Jarak dan perpindahannya nol

 4. Satuan Internasional (SI) untuk kecepatan adalah...

A. km/jam

B. m/s

C. m/s²

D. Newton

 5. Hasil bagi antara perpindahan dengan selang waktu disebut...

A. Kelajuan

B. Kecepatan

C. Percepatan

D. Perlambatan

 6. Seekor kucing berlari sejauh 40 meter dalam waktu 5 detik. Kecepatannya adalah...

A. 5 m/s

B. 8 m/s

C. 45 m/s

D. 200 m/s

 

7. Sebuah mobil menempuh jarak 60 km dalam waktu 1 jam. Kecepatan mobil tersebut adalah...

A. 10 m/s

B. 30 km/jam

C. 60 km/jam

D. 120 km/jam

 8. Perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu disebut...

A. Kecepatan rata-rata

B. Kelajuan tetap

C. Percepatan

D. Gerak lurus

 9. Sebuah sepeda motor bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Kemudian digas hingga kecepatannya menjadi 30 m/s dalam waktu 4 detik. Percepatannya adalah...

A. 4 m/s²

B. 5 m/s²

C. 10 m/s²

D. 20 m/s²

 10. Satuan dari percepatan adalah...

A. m

B. m/s

C. m/s²

D. Newton

 11. Suatu benda dikatakan mengalami perlambatan jika...

A. Kecepatannya tetap

B. Kecepatannya bertambah

C. Kecepatannya berkurang

D. Benda diam

 12. Dorongan atau tarikan yang dapat menyebabkan perubahan pada benda disebut...

A. Gerak

B. Gaya

C. Energi

D. Usaha

 13. Satuan gaya dalam SI adalah...

A. Joule

B. Watt

C. Newton

D. Kilogram

 14. Alat pengukur gaya adalah...

A. Termometer

B. Dinamometer

C. Barometer

D. Stopwatch

 15. Contoh gaya yang dapat mengubah bentuk benda adalah...

A. Menendang bola

B. Menekan kaleng minuman bekas

C. Menangkap bola kasti

D. Mengerem sepeda

 16. Dua buah gaya searah masing-masing 15 N dan 25 N bekerja pada sebuah benda. Resultan gayanya adalah...

A. 10 N

B. 15 N

C. 25 N

D. 40 N

 17. Dua orang tarik tambang. Tim A menarik dengan gaya 100 N ke kiri, Tim B menarik dengan gaya 120 N ke kanan. Resultannya adalah...

A. 20 N ke kanan

B. 20 N ke kiri

C. 220 N ke kanan

D. 220 N ke kiri

 18. Jika resultan gaya yang bekerja pada benda adalah nol, maka benda tersebut... (HOTS)

A. Pasti diam

B. Pasti bergerak

C. Diam atau bergerak lurus beraturan

D. Bergerak dipercepat

 19. Kecenderungan benda untuk mempertahankan keadaannya (tetap diam atau tetap bergerak) disebut...

A. Aksi

B. Reaksi

C. Inersia

D. Percepatan

 20. Penumpang bus terdorong ke depan saat bus direm mendadak. Hal ini sesuai dengan...

A. Hukum I Newton

B. Hukum II Newton

C. Hukum III Newton

D. Hukum Gravitasi

 21. Bunyi Hukum II Newton menyatakan bahwa percepatan benda...

A. Berbanding terbalik dengan gaya

B. Berbanding lurus dengan massa

C. Berbanding lurus dengan gaya

D. Tidak dipengaruhi massa

 22. Sebuah balok bermassa 2 kg diberi gaya sebesar 10 N. Percepatan yang dialami balok adalah...

A. 5 m/s²

B. 8 m/s²

C. 12 m/s²

D. 20 m/s²

 

23. Gaya sebesar 50 N bekerja pada benda dan menghasilkan percepatan 2 m/s². Massa benda tersebut adalah...

A. 10 kg

B. 25 kg

C. 52 kg

D. 100 kg

 24. Peristiwa yang menunjukkan Hukum III Newton adalah...

A. Mobil berjalan di jalan tol

B. Pendayung mendorong air ke belakang agar perahu maju

C. Buku diam di atas meja

D. Kelapa jatuh dari pohonnya

 

25. Syarat gaya aksi-reaksi adalah...

A. Bekerja pada benda yang sama

B. Besar berbeda, arah sama

C. Besar sama, arah berlawanan, bekerja pada dua benda berbeda

D. Besar sama, arah sama

 26. Berjalan 5 meter ke depan lalu 5 meter ke belakang. Jarak yang ditempuh adalah...

A. 0 meter

B. 5 meter

C. 10 meter

D. 25 meter

 27. Dari soal no 26, perpindahannya adalah...

A. 0 meter

B. 5 meter

C. 10 meter

D. 25 meter

 28. Mobil bergerak 20 m/s selama 1 menit. Jarak yang ditempuh mobil adalah... (HOTS)

A. 20 meter

B. 120 meter

C. 1.200 meter

D. 2.000 meter

 29. Gaya gesek adalah gaya yang arahnya...

A. Searah dengan gerak benda

B. Berlawanan dengan arah gerak benda

C. Tegak lurus dengan gerak benda

D. Menuju pusat bumi

 30. Manfaat gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari adalah...

A. Membuat mesin cepat panas

B. Membuat ban mobil menjadi halus

C. Memungkinkan kita berjalan tanpa terpeleset

D. Menghambat laju kapal air

 31. Benda bermassa 5 kg ditarik gaya 20 N. Jika ada gaya gesek 5 N, percepatan benda adalah... (HOTS)

A. 3 m/s²

B. 4 m/s²

C. 5 m/s²

D. 15 m/s²

 32. Mengapa astronot bisa melayang di ruang hampa? (HOTS)

A. Karena tidak ada gaya gravitasi

B. Karena astronot tidak punya massa

C. Karena tidak ada udara

D. Karena astronot bergerak sangat cepat

33. Sebuah benda ditarik ke kanan 10 N dan ditarik ke kiri 10 N. Resultan gayanya adalah...

A. 0 N

B. 10 N

C. 20 N

D. 100 N

34. Gaya berat benda di bumi dipengaruhi oleh...

A. Warna benda

B. Massa benda dan gravitasi

C. Kecepatan benda

D. Bentuk benda

 35. Satuan dari berat adalah...

A. Kilogram

B. Gram

C. Newton

D. m/s

 36. Jika kamu memukul tembok dengan tangan, tanganmu terasa sakit. Ini karena... (HOTS)

A. Tembok merasa kasihan

B. Tembok memberikan gaya reaksi yang sama besar ke tanganmu

C. Tanganmu memiliki gaya lebih kecil

D. Tembok tidak bergerak

 37. Berat benda bermassa 10 kg jika gravitasi bumi 10 m/s² adalah...

A. 1 Newton

B. 10 Newton

C. 100 Newton

D. 1.000 Newton

 38. Prinsip kerja roket saat meluncur ke atas merupakan penerapan...

A. Hukum I Newton

B. Hukum II Newton

C. Hukum III Newton

D. Hukum Archimedes

 

39. Gerak lurus beraturan (GLB) ditandai dengan...

A. Percepatan tetap

B. Kecepatan tetap

C. Kecepatan berubah-ubah

D. Benda berhenti

 40. Pada GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan), yang nilainya tetap adalah...

A. Jarak

B. Kecepatan

C. Percepatan

D. Waktu

 

E. Kunci dan Pembahasan

1. B (Definisi gerak dalam fisika.)

2. C (Jarak adalah total panjang lintasan.)

3. B (Perpindahan dihitung dari titik awal ke akhir. Jika kembali ke awal, perpindahan = 0.)

4. B (Satuan standar m/s.)

5. B (Kecepatan = perpindahan/waktu.)

6. B (v = 40 / 5 = 8 m/s.)

7. C (v = 60 km / 1 jam = 60 km/jam.)

8. C (Definisi percepatan.)

9. B (a = (30-10)/4 = 20/4 = 5 m/s².)

10. C (Satuan percepatan adalah m/s².)

11. C (Perlambatan berarti kecepatan menurun.)

12. B (Definisi gaya.)

13. C (Gaya diukur dalam Newton.)

14. B (Dinamometer atau neraca pegas.)

15. B (Menekan benda mengubah strukturnya.)

16. D (Searah berarti dijumlah (15+25=40).)

17. A (Berlawanan dikurang (120-100=20) arah ke gaya terbesar (kanan).)

18. C (Sesuai Hukum I Newton (ΣF=0).)

19. C (Inersia adalah sifat malas benda untuk berubah keadaan.)

20. A (Contoh klasik inersia.)

21. C (Percepatan sebanding dengan gaya (a = F/m).)

22. A (a = F / m = 10 / 2 = 5 m/s².)

23. B (m = F / a = 50 / 2 = 25 kg.)

24. B (Aksi (dorong air ke belakang), Reaksi (perahu maju ke depan).)

25. C (Syarat aksi-reaksi.)

26. C (Jarak = 5 + 5 = 10 m.)

27. A (Kembali ke titik awal berarti perpindahan = 0.)

28. C (s = v * t = 20 m/s * 60 s = 1.200 m.)

29. B (Gaya gesek selalu menghambat gerak.)

30. C (Gaya gesek sepatu dengan lantai mencegah slip.)

31. A (ΣF = 20 - 5 = 15 N. a = 15 / 5 = 3 m/s².)

32. A (Ketiadaan gaya tarik berat menyebabkan melayang.)

33. A (Berlawanan dan sama besar (10-10=0).)

34. B (w = m * g.)

35. C (Berat adalah gaya tarik, satuannya Newton.)

36. B (Hukum III Newton: Tembok memberi gaya balik ke tangan.)

37. C (w = 10 * 10 = 100 N.)

38. C (Gas keluar ke bawah (aksi), roket terdorong ke atas (reaksi).)

39. B (GLB berarti v konstan.)

40. C (GLBB berarti percepatan konstan.)