Hubungan antara Gaya Gerak dan Energi

Hubungan antara gaya dan gerak dapat dibuktikan dengan model jungkat-jungkit, katapel, dan traktor pegas. Jungkat-jungkit mempunyai tiga bagian penting, yaitu titik tumpu, beban, dan kuasa. Jungkat-jungkit dapat memperbesar gaya yang dilakukan pada kuasa. Gerak jungkat-jungkit dipengaruhi oleh gaya gravitasi atau berat benda.

Katapel menggunakan karet yang lentur untuk melontarkan benda. Gaya yang bekerja pada katapel adalah gaya pegas. Traktor pegas bekerja menggunakan gaya pegas. Pada permainan jungkat-jungkit, anak yang di atas mempunyai energi potensial gravitasi. Kerja adalah kemampuan gaya dalam memindahkan benda. Energi adalah kemampuan sebuah benda untuk melakukan kerja. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Energi hanya berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Berikut penjelasan mengenai hubungan antara gaya dan energi.

A. Gaya
Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat mempengaruhi keadaan suatu benda. Gaya dapat menimbulkan perubahan gerak atau perubahan kecepatan. Meja yang didorong dapat bergerak karena mendapat gaya dorong. Jadi adanya gaya mempengaruhi gerak suatu benda. Alat yang digunakan untuk mengukur besar kecilnya gaya disebut dinamometer, satuannya adalah newton (N). gaya dapat mempengaruhi keadaan suatu benda, antara lain sebagai berikut.

1. Gaya dapat menyebabkan benda bergerak.
Menurut cara kerjanya gaya dapat dibedakan menjadi gaya dorong dan gaya tarik.

• Gaya dorong dapat diamati ketika mendorong mobil yang mogok atau menendang bola. Pada saat mendorong mobil dan menendang bola berarti orang tersebut sedang memberikan gaya dorong.
• Gaya tarik dapat diamati pada saat menarik gerobak pasir atau bermain tarik tambang. Pada kedua kegiatan tersebut mereka sedang memberikan gaya tarik pada gerobak dan tambang.

2. Gaya dapat mengubah gerak benda.
Perubahan-perubahan pada benda meliputi : benda diam menjadi bergerak, benda yang bergerak menjadi berubah arah geraknya, dan benda yang bergerak menjadi diam. Contoh bergerak menjadi diam adalah saat mengerem sepeda, contoh

3. Gaya dapat menyebabkan perubahan bentuk benda
Contoh kegiatan yang menunjukkan gaya dapat mengubah bentuk benda antara lain : membuat asbak dari tanah liat atau plastisin, memecahkan celengan, karet gelang yang berbentuk lingkaran jika ditarik maka bentunya menjadi berbeda, balon udara apabila ditekan juga berubah bentuk, dan peristiwa rusaknya mobil karena peristiwa tabrakan.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi gaya antara laian sebagai berikut.

• Gaya gesek dipengaruhi oleh faktor kehalusan dan kekasaran permukaan benda. Semakin halus permukaan semakin kecil gaya geseknya dan sebaliknya semakin kasar permukaan semakin besar gaya geseknya. Sehingga diperlukan gaya yang lebih besar untuk membuat benda bergerak.
• Benda yang dilempar ke atas maka kecepatan jatuh benda tersebut akan lebih cepat jika mendekati bumi karena pengaruh gaya gravitasi bumi.

Pada ketapel energi kinetik tidak hanya dimiliki oleh batu, karet pentil yang melemparkan batu juga memiliki energi. Pada saat ditarik karet pentil memiliki energi potensial. Energi potensial tersebut ditimbulkan oleh gaya pegas. Oleh sebab itu energi potensial karet disebut energi potensial pegas.

Permainan jungkat-jungkit juga berhubungan dengan energi potensial. Saat anak berada di atas, ia memiliki energi potensial. Energi potensial anak itu dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Karenanya energi potensial anak tersebut dinamakan energi potensial gravitasi. Semua benda pada ketinggian memiliki energi potensial gravitasi. Misalnya mangga yang menggantung dan lampu yang tergantung.

Macam-macam Gaya
Secara garis besar gaya terbagi dua yaitu gaya sentuh dan gaya tak sentuh. Gaya sentuh adalah gaya yang langsung mengenai benda. Gaya tak sentuh yaitu gaya yang dikenakan pada suatu benda tetapi tidak menyentuh bendanya. Dari kedua jenis gaya tersebut, jenis-jenis gaya diperinci lagi menjadi :

1. Gaya pegas adalah gaya yang terjadi akibat tarikan atau dorongan terhadap benda yang elastis. Gaya pegas menyangkut dua gaya, yaitu tarikan dan dorongan. Contohnya, penjepit kertas yang ditekan, karet gelang yang ditarik.
2. Gaya listrik adalah gaya yang ditimbulkan karena adanya aliran listrik. Misalnya, penggaris plastik yang digosok dengan kain wol dapat menarik sobekan kertas kecil.
3. Gaya gravitasi adalah gaya yang disebabkan oleh gaya tarik bumi. Jika kita melempar benda ke atas maka kecepatan jatuh benda tersebut akan lebih cepat jika mendekati bumi karena pengaruh gaya gravitasi bumi. Misalnya buah kelapa jatuh ke bawah karena adanya pengaruh gaya gravitasi bumi.
4. Gaya magnet adalah gaya yang ditimbulkan karena adanya tarikan magnet terhadap benda-benda yang terbuat dari logam. Misalnya, magnet batang yang didekatkan pada kumpulan paku sehingga dapat tertarik. Contoh benda yang tidak bersifat magnetis pada umumnya benda yang terbuat dari plastik, kayu, dan karet.
5. Gaya gesek adalah gaya yang terjadi akibat dua permukaan benda yang saling bergesekan. Semakin halus permukaan, semkain kecil gaya geseknya dan sebaliknya semakin kasar permukaan, gaya geseknya semakin besar. Misalnya, gesekan antara karet rem dengan pelek roda sepeda, gesekan antara ban sepeda dengan permukaan jalan, mengasah pisau menggunakan gerinda.
6. Gaya otot adalah gaya yang ditimbulkan oleh otot manusia atau hewan. Contohnya gaya otot yaitu: gerobak ditarik manusia, pedati ditarik kuda.
7. Gaya mesin adalah gaya yang ditimbulkan oleh mesin. Misalnya, mobil dan sepeda motor dapat melaju kencang.
8. Gaya Apung adalah gaya yang diberikan oleh air. Gaya apung dipengaruhi volume benda. Makin besar volume benda, makin besar gaya yang akan diberikan air.

B. Energi
Energi diartikan sebagai  kemampuan suatu benda dalam melakukan kerja. Hal ini menunjukkan bahwa ada hubungan antara gaya dan energi. Dalam keseharian energi disebut tenaga. Energi yang dimiliki batu yang terlontar disebut energi gerak atau energi kinetik. Jadi semua benda yang bergerak memiliki energi kinetik, misal mobil melaju, orang berlari atau bola melambung. Berikut ini beberapa jenis energi yang ada di sekitar kita.

1. Energi potensial yaitu energi yang dipengaruhi oleh gaya. Contohnya pada karet ketapel terdapat energi potensial pegas dan pada permaianan jungkat-jungkit terdapat energi potensial gravitasi
2. Energi kinetik yaitu energi gerak. Semua benda yang sedang bergerak memiliki energi kinetik.
3. Energi panas, yaitu energi dalam bentuk panas. Energi panas juga disebut energi kalor. Energi panas berasal dari matahari, api, ataupun benda panas lainnya.
4. Energi kimia, yaitu energi yang timbul akibat reaksi kimia. Contohnya, energi kimia di dalam tubuh kita. Energi tersebut berasal dari pembakaran bahan makanan. Kita menggunakannya untuk bergerak. Contoh lainnya adalah energi kimia dalam bahan bakar. Energi tersebut digunakan untuk menjalankan mesin. Contohnya, mobil, motor, dan pesawat terbang.
5. Energi listrik, yaitu energi yang dimiliki arus listrik. Energi listrik merupakan energi yang paling banyak digunakan. Energi listrik akan kalian pelajari lebih jelas di bab selanjutnya.
6. Energi bunyi, yaitu energi yang dimiliki oleh bunyi. Kita dapat membuktikan bahwa bunyi mempunyai energi. Saat mendengar bunyi sangat keras, telinga kita menjadi sakit. Bunyi pesawat jet yang terbang rendah dapat memecahkan kaca jendela.
7. Energi cahaya, yaitu energi yang dimiliki cahaya. Contohnya, penggunaan laser untuk memotong logam. Laser juga digunakan untuk mengiris bagian tubuh yang akan dioperasi.

Ketika mendorong meja, kita memberikan gaya. Gaya dapat berupa dorongan atau tarikan. Kita memberikan gaya pada meja agar meja bergerak. Meja dikatakan bergerak jika terjadi perubahan posisinya. Sesuatu yang menyebabkan kita menghasilkan gaya dinamakan energi.