GAYA MAGNET,GRAVITASI,GESEK LENGKAP DENGAN CONTOHNYA

Berikut ini adalah materi gaya magnet, gaya gravitasi dan gaya gesek lengkap dengan contohnya

Gaya adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Gaya tidak dapat dilihat. Kita hanya dapat melihat efek atau akibat dari gaya. Gaya yang bekerja pada suatu benda dapat berupa tarikan dan dorongan. 

Gaya dapat merubah bentuk suatu benda. Gaya dapat mengubah arah benda. Gaya dapat menggerakkan benda yang diam. Gaya dapat mengubah kecepatan gerak benda dan menghentikan benda.

Jenis-jenis Gaya

A.      Gaya magnet

Apakah magnet itu? Magnet adalah bahan yang dapat menarik beberapa logam tertentu. Benda-benda yang terbuat dari besi atau baja dapat ditarik oleh magnet. Magnet mengeluarkan gaya yang disebut gaya magnet. Gaya magnet merupakan gaya tak sentuh atau gaya tak kontak. Gaya ini dapat bekerja meski tidak bersentuhan.

Tidak semua benda mengalami gaya magnet. Benda yang menerima gaya magnet dikatakan bersifat magnetis. Benda yang menolak gaya magnet dikatakan bersifat nonmagnetis. 

Ada benda yang dapat ditarik kuat oleh magnet. Ada benda yang ditarik lemah oleh magnet. Ada pula benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet. Berdasarkan sifat kemagnetannya, benda digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu:

* Feromagnetik, yaitu benda yang memiliki sifat kemagnetan kuat.

* Paramagnetik, yaitu benda yang memiliki sifat kemagnetan lemah.

* Diamagnetik, yaitu benda yang tidak memiliki sifat kemagnetan.

Memahami Sifat Kemagnetan Benda

Alat dan bahan:

1. Benda-benda yang termasuk logam, seperti: sendok, paku, jarum, serat dalam kabel, serat dalam uang, dan peniti!

2. Benda-benda yang bukan dari logam, seperti: penghapus, pensil, bolpoin dari plastik, dan tusuk gigi!

3. Sebuah magnet batang.

Langkah-langkah:

1. Dekatkan magnet batang pada benda-benda dari logam satu per satu! Amati pengaruh gaya magnet terhadap benda tersebut!

2. Dekatkan magnet batang pada benda-benda bukan logam satu per satu! Amati pengaruh gaya magnet terhadap benda tersebut!

3. Catatlah hasil pengamatanmu !

Jawablah beberapa pertanyaan berikut!

1. Benda-benda manakah yang bersifat magnetis?

2. Benda-benda manakah yang bersifat nonmagnetis?

3. Mengapa benda-benda yang bukan dari logam tidak dapat ditarikoleh gaya magnet?

Magnet hanya dapat menarik logam-logam tertentu. Logam dari besi, nikel, kobalt, dan baja dapat ditarik oleh magnet. Ketika logam ditarik oleh magnet, logam itu akan bergerak dan menghasilkan gaya. 

Gerak logam menuju magnet tersebut membutuhkan energi. Logam dari aluminium, perak, dan tembaga tidak dapat ditarik oleh magnet. Magnet pun tidak dapat menarik benda-benda yang bukan logam, seperti plastik, kertas, dan daun.

 

    Kekuatan gaya magnet

Bagaimana kekuatan gaya magnet bekerja pada sebuah benda? Untuk mengetahuinya, mari lakukan berikut ini

Mengetahui Kekuatan Gaya Magnet

Alat dan bahan:

- Serbuk besi.

- Sebuah magnet U.

- Selembar karton putih tipis.

Langkah-langkah:

1. Mintalah temanmu untuk membentangkan karton. Lalu, taburkan serbuk besi di atasnya!

2. Kemudian, dekatkan magnet dari bawah karton tepat di tengah-tengahnya!

3. Ketuklah karton, lalu gambarlah pola yang dibentuk serbuk besi !

Jawablah beberapa pertanyaan berikut!

1. Apa yang terjadi dengan serbuk besi?

2. Bagaimana pola serbuk besi yang terbentuk? Apa kesimpulanmu?

Bagaimana hasil pengamatanmu dalam? Kamu tentu melihat bahwa serbuk besi tertarik oleh magnet. Serbuk besi tersebut akan mengitari magnet dan membentuk pola-pola garis tertentu. 

Bagaimana hasil gambar pola serbuk besi yang kamu buat? Coba bandingkan dengan di bawah ini!

menunjukkan bahwa serbuk besi banyak berkumpul di sekeliling magnet. Daerah sekitar magnet itu mendapat pengaruh gaya tarik magnet. Daerah di sekitar magnet yang dipengaruhi gaya tarik magnet disebut medan magnet. 

Medan magnet tersusun oleh garis-garis gaya magnet. Di sekitar kutub magnet, garis-garis gaya magnet tersebut semakin rapat. Sebaliknya, semakin jauh dari kutub magnet garis-garis gaya magnet semakin tidak rapat. 

Kerapatan garis-garis gaya magnet dapat dipakai untuk menunjukkan kuat lemahnya gaya magnet. Kutub magnet mempunyai garis-garis gaya yang paling rapat, sehingga memiliki gaya tarik magnet paling kuat. Sebaliknya, daerah di sekitar kutub magnet garis-garis gayanya tidak terlalu rapat. Artinya, gaya tarik magnetnya tidak begitu kuat.

Kekuatan gaya magnet dapat menembus benda.

Seberapa besar kekuatan tembus gaya magnet tersebut? Untuk mengetahuinya, coba kamu lakukan berikut!

Kekuatan Tembus Magnet

Alat dan bahan:

- Sebuah magnet batang.

- Lima buah paku kecil.

- Selembar kertas, plastik, kaca tipis, dan triplek.

Langkah-langkah:

1. Pegangi kertas dan letakkan paku di atas kertas!

2. Dekatkan magnet batang dari bawah kertas!

3 Gerakkan magnet batang ke kiri dan ke kanan. Amati apa yang terjadi!

4. Gantilah kertas dengan plastik, kaca tipis, dan triplek.

Lakukan kembali langkah nomor 3! Amatilah apa yang terjadi!

Jawablah beberapa pertanyaan berikut!

1. Saat berada di lembaran manakah paku bergerak kuat?

2. Saat berada di lembaran manakah paku bergerak lemah atau tidak bergerak sama sekali? Apa kesimpulanmu?

kamu mengetahui bahwa reaksi magnet berbedabeda pada tiap lembaran, bukan? Gaya magnet batang memang dapat menembus benda. Namun, kemampuan tembus gaya tersebut berbeda-beda. 

Kemampuan magnet untuk menembus benda ditentukan oleh beberapa hal berikut.

* Ketebalan benda yang hendak ditembus oleh gaya magnet.

* Besarnya gaya yang dimiliki magnet itu. Semakin kuat gaya suatu magnet, semakin besar kemampuan gaya tariknya untuk menembus suatu benda.

 

Kutub Magnet

Magnet mempunyai dua kutub. Pada keadaan bebas, magnet akan selalu menunjuk ke arah utara dan selatan. Ujung magnet yang mengarah ke utara disebut kutub utara, sedangkan ujung magnet yang mengarah ke selatan disebut kutub selatan. 

Biasanya kedua ujung magnet diberi warna yang berbeda untuk membedakan kedua kutub magnet itu. Apa yang terjadi jika dua buah kutub magnet saling didekatkan? 

Kutub-kutub magnet mempunyai sifat-sifat khusus.

1. Bila dua magnet yang kutubnya berlainan didekatkan ( kutub utara dan kutub

selatan) maka kedua magnet tersebut akan saling tarik-menarik.

2. Bila dua magnet yang kutubnya sama didekatkan (kutub utara dengan utara

atau kutub selatan dengan selatan) maka kedua magnet tersebut akan saling

tolak-menolak.

 

Membuat magnet

Magnet dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu magnet alam dan magnet buatan. Magnet alam berasal dari alam. Magnet buatan dibuat oleh manusia. Bagaimana terjadinya magnet buatan? 

Magnet buatan dapat dibuat dari logam-logam yang dapat ditarik oleh magnet. Misalnya besi dan baja.

Sifat kemagnetan kedua logam ini berbeda.

* Besi mudah dijadikan magnet, tetapi kemagnetannya mudah hilang jika dipanaskan atau

* Baja sukar dijadikan magnet, namun sifat kemagnetannya sukar pula hilang.

Terdapat beberapa cara pembuatan magnet. Beberapa di antaranya adalah sebagai berikut.

1.      Menggosok

Magnet yang digosokkan ke suatu batang besi atau baja dapat menyebabkan batang besi atau baja mempunyai sifat kemagnetan. Semakin lama waktu penggosokan, semakin lama pula sifat kemagnetan bertahan di dalam batang besi atau baja tersebut.

Membuat Magnet dengan Cara Menggosok

Alat dan bahan:

- Sebuah lempengan besi.

- Sebuah magnet batang.

- Lima buah peniti.

Langkah-langkah:

1. Gosoklah lempengan besi dengan magnet batang sebanyak 30 kali dengan arah gosokan tetap!

2. Lalu, dekatkan lempengan besi pada peniti. Amati apa yang terjadi!

3. Jika tidak ada reaksi apapun dari peniti, ulangi langkah nomor 2, lalu kembali dekatkan lempengan pada peniti!

 

2.      Mengalirkan arus listrik

Magnet dapat dibuat dengan cara mengalirkan listrik pada lilitan kawat logam.  Magnet yang dibuat dengan cara memberi aliran listrik disebut elektromagnet. Elektromagnet pertama kali ditemukan oleh Hans Christian Oersted pada tahun 1819. 

Elektromagnet bersifat sementara. Artinya, jika arus listrik diputus, sifat magnet itu akan hilang. Kita dapat membuat elektromagnet mempunyai kekuatan lebih besar dengan menambah jumlah baterai dan menambah jumlah lilitan. 

Elektromagnet dipakai dalam beraneka macam alat modern. Elektromagnet yang besar sering dipergunakan untuk mengangkut benda-benda dari besi. Misalnya, untuk memindahkan mobil-mobil rongsokan yang akan dilebur.

Membuat Magnet dengan Aliran Listrik

Alat dan bahan:

- Sebuah paku

- Kawat

- Dua buah batu baterai

- Sebuah saklar

- Lima buah paku payung

Langkah-langkah:

1. Lilitkan kawat pada paku sebanyak

15 lilitan!

2. Hubungkan ujung-ujung kawat

pada batu baterai dan saklar. Rangkailah seperti gambar 3.12!

3. Dekatkan ujung paku pada paku payung itu. Amati yang terjadi

pada paku payung!

 

3.      Menginduksi magnet.

Pembuatan magnet dengan cara induksi adalah dengan mendekatkan logam pada magnet. Logam itu akan mempunyai sifat seperti magnet. Namun, sifat kemagnetannya hanya bersifat sementara

         Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Alat dan bahan:

- Sebuah paku (ukuran 5 cm).

- Sebuah magnet U.

- Lima buah paku payung.

Langkah-langkah:

1. Pegang magnet U dan salah satu

ujung magnet pada paku!

2. Lalu, dengan tetap memegang magnet

U, dekatkan ujung paku pada

paku payung!

3. Amati dan catat yang terjadi!

 

Penggunaan gaya magnet dalam kehidupan sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari magnet memberi banyak manfaat. Ada beberapa alat rumah tangga yang menggunakan magnet.

Magnet digunakan pada alat-alat berikut.

a. Alat untuk mengangkut benda-benda dari besi.

b. Bel listrik untuk menggerakkan pemukul lonceng.

c. Papan catur agar buah catur tidak mudah terguling.

d. Kompas sebagai penunjuk arah utara-selatan.

e. Dinamo sepeda dan generator untuk membangkitkan tenaga listrik.

 

B.       Gaya gravitasi

Pernahkah kamu melihat buah yang jatuh dari pohonnya? Ke mana arah jatuhnya buah tersebut? Buah kelapa itu jatuh ke bumi. Tidak hanya buah, benda-benda lain jika dijatuhkan dari ketinggian tertentu juga akan bergerak turun menuju bumi. 

Misalnya kelereng atau bola yang menggelinding di atas meja akan jatuh ke lantai. Penerjun payung yang keluar dari pesawat juga akan jatuh ke bawah menuju bumi. Gerak jatuhnya benda-benda dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. 

Apakah semua benda yang dilempar ke atas juga akan dipengaruhi oleh gaya gravitasi?

Mengetahui Arah Tarikan Gravitasi Bumi

1. Sediakan sebuah bola kasti atau bola tenis!

2. Lemparkan bola tersebut ke atas! Mintalah seorang temanmu untuk memperhatikan arah jatuhnya bola tersebut!

3. Ulangi langkah kegiatan nomor 2 dengan melempar bola ke depan!

4. Bagaimana arah jatuhnya bola setiap kali dilempar?

5. Tulislah laporan dan kesimpulan kegiatan ini! Selanjutnya, kumpulkan laporan itu kepada

bapak atau ibu guru!

6. Simpan bola kasti yang telah selesai kamu gunakan!

Gaya gravitasi ditemukan oleh Isaac Newton. Beliau terinspirasi oleh sebuah apel yang jatuh dari pohon di depan rumahnya. Gaya gravitasi bumi sering disebut juga gaya tarik bumi. 

Kecepatan benda-benda yang jatuh ke bumi tidak selalu sama. Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui faktor-faktor yang memengaruhi kecepatan jatuh sebuah benda ke bumi.

Membandingkan Kecepatan Jatuh Dua Benda yang Berbeda

1. Sediakan dua lembar kertas HVS dan pena beserta tutupnya!

2. Berdirilah di atas meja atau kursi!

3. Remaslah selembar kertas hingga membentuk bulatan! Jatuhkan bulatan kertas dan lembaran kertas bersama-sama dari ketinggian yang sama! Benda mana yang lebih dahulu mencapai tanah? Catatlah hasil pengamatanmu!

4. Jatuhkan pena dan tutupnya secara bersama-sama dari ketinggian yang sama! Mintalah seorang temanmu untuk mengamati kecepatan kedua benda tersebut sampai di tanah!

a. Benda mana yang lebih berat?

b. Benda apa yang lebih dahulu mencapai lantai?

    Catatlah hasil pengamatanmu!

5. Tulislah laporan kegiatan ini beserta kesimpulannya! Presentasikan di depan kelas, kemudian diskusikan dengan teman-temanmu!

6. Buanglah kertas yang telah kamu remas ke tempat sampah agar tidak mengotori kelasmu!

Catatan: Lakukan kegiatan ini di dalam kelas bersama gurumu!

Perhatikan kegiatan yang telah kamu lakukan! Apakah bulatan kertas lebih dahulu mencapai lantai daripada lembaran kertas? Nah, berdasarkan percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa gaya gravitasi tidak dipengaruhi oleh berat benda. 

Gaya ini dipengaruhi oleh gaya penghambat yang dikenal sebagai gaya gesek. Gaya gesek bersifat menahan gerak benda sehingga gerak jatuhnya benda lebih lambat. Arah gaya gesek berlawanan dengan gaya yang ditahannya. Jadi arah gaya gravitasi berlawanan dengan gaya gesek.

Gaya gravitasi bumi menyebabkan benda-benda yang ada di bumi tidak terlempar ke angkasa luar. Selain itu, gaya gravitasi membuat kita dapat berjalan di atas tanah. Gaya gravitasi juga menyebabkan semua yang ada di bumi mempunyai berat sehingga tidak melayang-layang di udara. 

Kekuatan gaya gravitasi bumi terhadap benda tergantung pada jarak benda dari pusat bumi. Semakin jauh letak suatu benda dari pusat bumi, gaya gravitasinya semakin kecil.

Berdasarkan uraian dan kegiatan yang telah kamu lakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut.

1. Gaya gravitasi dapat menimbulkan energi gerak.

2. Semakin jauh jarak benda dari bumi, gaya gravitasi yang memengaruhinya semakin kecil.

3. Benda yang lebih luas permukaannya akan lebih lambat jatuh ke bawah.

C.      Gaya Gesek

Coba dorong sebuah kardus di lantai! Ketika kamu mendorong kardus terjadi gesekan antara permukaan kardus dengan lantai. Gaya gesekan tersebut akan menghambat gerakan kardus. Kekuatan hambatan akibat gesekan inilah yang disebut gaya gesek. 

Jadi, Gaya gesek adalah gaya yang ditimbulkan oleh gesekan antara dua permukaan benda Adakah perbedaan gaya gesek pada permukaan yang kasar dan halus? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahuinya

Membandingkan Gerak Benda pada Dua Permukaan yang Berbeda

Alat dan bahan:

- Mobil mainan.

- Kain kasar dengan panjang lebih kurang 50 cm.

- Papan kayu dengan panjang lebih kurang 50 cm.

- Plastik tebal dengan panjang lebih kurang 50 cm.

- Dua buah batu bata.

Langkah-langkah:

1. Tumpuklah 2 buah batu bata dan letakkan papan kayu di atasnya.  Lapisi papan kayu dengan kain kasar!

2. Luncurkan mobil mainan dari puncak papan!

3. Ganti kain kasar denganplastik! Luncurkan kembali mobil mainan dari puncak papan!

4. Amati dan bandingkan hasil kedua kegiatan itu!

5. Apa kesimpulanmu ?

Berdasarkan kegiatan yang telah kamu lakukan dapat disimpulkan bahwa semakin kasar permukaan benda, semakin besar pula gaya geseknya. Hal ini berarti gerakan benda semakin terhambat jika gaya gesekan semakin besar. 

Demikian sebaliknya jika permukaan licin. Pada permukaan licin, gaya gesekan yang terjadi juga kecil. Akibatnya, benda itu semakin mudah bergerak pada permukaan tersebut.

Memperkecil dan Memperbesar Gaya Gesek Suatu Benda

1. Sediakan papan dan koin-koin karambolserta bedak tabur atau pati kanji!

2. Letakkan koin-koin pada papan karambol!

3. Gerakkan koin-koin tersebut seperti padapermainan karambol!

4. Taburkan bedak secara merata pada papankarambol!

5. Gerakkan lagi koin-koin tersebut!

6. Perhatikan gerakan koin-koin saat papanditaburi dan tidak ditaburi bedak!

7. a. Pada keadaan manakah koin lebih mudah bergerak?

    b. Apa pengaruh bedak pada papan karambol?

8. Catat dalam bukumu hasil-hasil kegiatan ini!

Berdasarkan kegiatan di depan, dapat diambil kesimpulan bahwa memperhalus permukaan benda

yang bergesekan dapat memperkecil gaya gesek. Dalam kehidupan sehari-hari, kamu tentu pernah

melakukan tindakan untuk memperkecil gaya gesek. Misalnya ketika kamu memberi minyak pelumas pada rantai sepeda. Akibatnya sepedamu lebih mudah dikayuh.

Akan tetapi, gaya gesek juga dapat memberikan manfaat dalam kehidupan kita. Ketika berjalan, kita tidak akan tergelincir karena adanya gaya gesek. Sepatu yang kita pakai akan bergesekan dengan lantai sehingga timbul gaya gesek. Alas sepatu yang terbuat dari karet dan dibuat beralur-alur dapat menghasilkan gaya gesek yang besar. 

Gaya gesek juga dimanfaatkan pada saat kita mengerem sepeda. Rem sepeda akan mencengkeram roda untuk menghambat perputaran roda. Kampas rem sepeda akan memberikan gaya gesek terhadap pelek. Gaya gesek juga terjadi antara ban sepeda dengan jalan. Ban sepeda biasanya dibuat beralur-alur sehingga ketika direm mendadak tidak akan tergelincir. Model alur juga terdapat pada ban kendaraan bermotor dan ban mobil.

Ada beberapa kerugian yang ditimbulkan oleh gaya gesek. Salah satunya yaitu menghambat gerakan benda. Kardus ketika didorong di lantai yang kasar akan terasa lebih berat dibandingkan di lantai yang halus. 

Hal ini disebabkan oleh gaya gesek yang menahannya. Gaya gesek dalam peristiwa ini dapat diperkecil dengan cara memasang roda di bawah beban. Pemasangan roda ini sangat bermanfaat ketika kita mendorong benda yang berat, tetapi tenaga orang yang mendorong kurang. Roda yang menggelinding menyebabkan benda di atasnya mudah bergerak. 

Gaya gesek yang ditimbulkan dengan cara ini akan lebih kecil karena hanya sebagian kecil pemukaan roda yang menyentuh permukaan jalan. Roda juga sering dipasang pada meja atau kursi agar mudah digeser.

Selain menghambat gerakan, gaya gesek juga mengakibatkan permukaan yang bergesekan cepat aus. Misalnya alas sepatu menjadi tipis karena sering bergesekan dengan lantai atau tanah. Gigi gir sepeda juga cepat tumpul akibat sering bergesekan dengan rantai.

Berdasarkan uraian dan kegiatan yang telah kamu lakukan, dapat diperoleh kesimpulan berikut.

1. Benda yang lebih halus akan menimbulkan gaya gesek yang lebih kecil.

2. Semakin kecil luas permukaan benda yang bersentuhan, gaya geseknya semakin kecil.