Rumus Gaya Fisika merupakan cabang ilmu pengetahuan yang sangat erat kaitannya dengan berbagai peristiwa di kehidupan Kita. Salah satu objek yang bisa Anda pelajari di Fisika adalah mengenai materi tentang gaya. Sebagaimana ilmu pasti pada umumnya, saat belajar Fisika Anda wajib memiliki kemampuan eksakta yang baik. Kemudian, Anda juga harus menguasai banyak rumus termasuk rumus gaya.
Daftar Isi
Rumus gaya Lorentz
Lorentz adalah salah satu gaya dalam cabang ilmu fisika modern yang dicetuskan pertama kali oleh fisikawan Belanda yaitu Hendrik Anton Lorentz. Asal mula penemuan gaya ini tidak terlepas dari uji coba yang dilakukan oleh Lorentz tentang interaksi penghantar arus dalam medan magnet. Pasca ditemukan, gaya ini banyak dimanfaatkan sebagai penggerak dinamo kipas angin maupun blender.
Florentz = B I I
Keterangan:
Florentz = Gaya Lorentz
B = Kuat medan magnet (Tesla)
I = Kuat aliran arus pada kawat (Ampere)
I = Panjang Kawat (Meter)
= Besarnya sudut yang dibentuk oleh B dan I
Rumus gaya Coulomb
Gaya Coulomb merupakan teori yang digagas oleh fisikawan Perancis Charles Augustin de Coulomb pada tahun 1785. Inti dari teori ini adalah ingin menjelaskan tentang hubungan antara gaya yang muncul pada dua titik muatan dimana keduanya dipisahkan oleh jarak tertentu. Dalam kehidupan sehari-hari, gaya Coulumb banyak diaplikasikan pada benda dan sistem kelisitrikan.
Agar Anda lebih familiar dengan gaya ini, berikut adalah bunyi dari hukum Coulomb: “besar gaya tarik menarik atau tolak menolak antar benda bermuatan listrik berbanding lurus dengan muatan setiap benda. Sebaliknya, besar gaya tarikan atau tolakan tersebut justru akan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak diantara kedua benda tersebut.
Keterangan:
Fc = Gaya Coulomb
k = Konstanta pembanding dengan nilai sebesar 9×109 Nm2/C2
= Besar muatan pertama dengan satuan Coulumb (C)
= Besar muatan kedua dengan satuan Coulumb (C)
= Jarak antar dua benda bermuatan dengan satuan meter (m)
Rumus gaya Gravitasi
Rumus gaya gravitasi adalah teori yang pertama kali di populerkan oleh seorang ilmuwan bernama Isaac Newton. Awal mula lahirnya gaya Gravitasi yang kemudian banyak dibahas dalam hukum Newton ini adalah terinspirasi dari jatuhnya buah apel. Secara ilmiah, Gravitasi sendiri bisa diartikan sebagai gaya yang disebabkan adanya tarikan menuju pusat benda itu.
Keterangan:
= Gaya tarik antar dua benda
K = Konstanta gravitasi umum (bernilai 6,72 x 10-11 Nm2/Kg-2)
dan = Massa masing-masing benda
= Jarak antar dua benda
Rumus gaya Sentripetal
Gaya Sentripetal merupakan gaya yang mempengaruhi suatu benda dengan pola gerakan melingkar dan selalu menuju pusat lingkaran. Keberadaan gaya Sentripetal sangat berguna untuk mengubah arah gerak benda tanpa mempengaruhi kecepatan linearnya. Tanpa adanya gaya ini, maka mustahil sebuah benda bisa bergerak melingkar. Contoh konkret penerapannya bisa Anda temui pada bandul.
∑Fs = m. as
∑Fs = m = m.ɯ2R
Keterangan:
Fs = Gaya Sentripetal (N)
m = Massa benda (Kg)
as = Percepatan Sentripetal (m/s2)
v = Kecepatan linear (m/s)
ɯ = Kecepatan sudut (rad/s)
R = Jari-jari lintasan (m)
Rumus gaya apung
Definisi dari gaya apung adalah kemampuan suatu benda untuk mengapung di dalam fluida atau pun cairan. Materi tentang gaya apung dalam ilmu Fisika banyak dibahas oleh hukum Archimedes. Dalam kehidupan sehari-hari, Anda dapat menemui beberapa aplikasi dari gaya apung. Diantaranya adalah itik yang berenang, berlayarnya perahu hingga scuba diving.
F = p.g.V
Keterangan:
F = Gaya apung
p = Massa jenis
g = Percepatan gravitasi
V = Volume
Rumus gaya Aksial
Saat mempelajari materi mengenai tegangan geser, Anda pasti juga akan belajar tentang gaya aksial. Gaya aksial merupakan gaya yang khusus terdapat pada benda berupa batang dan bidangnya datar. Apabila sebuah benda batang dibebani oleh gaya aksial maka secara otomatis akan mengalami perubahan panjang. Di bawah ini adalah deskripsi mengenai gaya aksial secara matematis.
E = = = maka
Keterangan:
E = Modulus elastisitas (N/m2)
= Regangan
L = Panjang batang (m)
= Perubahan panjang (m)
Rumus gaya bidang miring
Bidang miring ialah suatu istilah untuk menyatakan bidang datar yang membentuk sudut tertentu dari permukaan tanah. Jika suatu benda diletakkan pada bidang miring, maka terdapat dua kemungkinan yang bisa terjadi. Pertama, benda akan tetap diam sebab gaya beratnya lebih kecil dari gaya gesek statis. Kedua, benda akan bergerak dengan kecepatan tertentu jika kondisi sebaliknya terjadi.
Fk x s = W x h
Keterangan:
Fk = Gaya kuasa (N)
S = Ukuran panjang bidang miring (m)
W = Berat benda (N)
h = Ukuran tinggi bidang miring (m)
Rumus gaya berlawanan arah
Gaya berlawanan arah merupakan istilah lain dari resultan gaya. Secara ilmiah, resultan gaya dapat didefinisikan sebagai jumlah gaya yang terdapat pada suatu benda. Keberadaan gaya tersebut memungkinkan benda untuk bergerak dan berpindah posisi serta arah. Selain itu, resultan gaya juga bisa mengakibatkan perubahan bentuk benda. Contoh konkret nya adalah pada kasus tarik tambang.
R = ∑F = F1 – F2
Keterangan:
R atau ∑F = Besarnya resultan gaya (N)
F1 = Besarnya gaya yang berada di sisi kanan benda
F2 = Besarnya gaya yang berada di sisi kiri benda
Rumus gaya Sentrifugal
Salah satu gaya dalam Fisika yang cukup sulit untuk dipahami keberadaannya yaitu gaya Sentrifugal. Bahkan beberapa fisikawan beranggapan bahwa sebenarnya gaya ini tidak ada. Namun, ahli fisika lainnya menentang dan berargumen bahwa gaya ini bisa dijelaskan dengan hukum inersia Newton. Singkatnya, gaya Sentrifugal ialah tekanan keluar dari suatu benda yang menjauhi titik pusat.
Fs =
Keterangan:
Fs = besarnya gaya sentrifugal
m = massa benda
v = kecepatan
r = jari-jari
Rumus gaya dan usaha
Dalam istilah ilmu Fisika, gaya diartikan sebagai kekuatan berupa tekanan atau dorongan yang dapat mengakibatkan perubahan posisi maupun bentuk benda. Sementara itu, definisi usaha adalah energi yang disalurkan oleh gaya dan dapat membuat benda bergerak. Kedua aspek ini saling berkaitan dan dapat dijelaskan secara matematis melalui penjabaran rumus.
W = F.s
W = m.g.h
Keterangan:
W = Usaha (satuan Joule)
F = Gaya (satuan Newton)
s = Perpindahan atau jarak benda (satuan meter)
g = Percepatan gravitasi (10 m/s2)
h = Perubahan ketinggian (satuan meter)
Rumus gaya dan tekanan
Gaya serta tekanan merupakan dua aspek yang saling berkaitan dalam ilmu Fisika. Gaya merupakan kekuatan yang berupa tarikan maupun dorongan dimana keduanya bisa menyebabkan perubahan posisi atau pun bentuk benda. Sementara itu, tekanan adalah satuan dalam Fisika yang digunakan untuk menyebutkan gaya (F) per satuan luas (A).
p =
Keterangan:
p = tekanan yang menggunakan satuan unit Pascal
= gaya yang menggunakan satuan unit Newton
= luas permukaan yang menggunakan satuan unit m2
Rumus gaya dan percepatan
Dalam Fisika, gaya dan percepatan merupakan dua hal yang selalu berkaitan. Secara singkat, gaya dapat diartikan sebagai tarikan maupun dorongan yang terjadi pada benda. Gaya dapat mengalami percepatan baik positif maupun negatif. Jika percepatannya positif, maka gaya benda itu bertambah cepat. Sebaliknya, apabila percepatannya negatif, maka gaya benda tersebut semakin melambat.
∑F = ∑m. a
Keterangan:
F = Gaya (N)
m = Massa benda (Kg)
a = Percepatan benda (m/s2)
Rumus gaya energi Kinetik
Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh benda bergerak. Berdasarkan definisi itu, dapat disimpulkan bahwa apabila benda tak bergerak, maka tidak memiliki energi kinetik. Selain bergerak, syarat lain energi kinetik pada benda adalah memiliki massa dan kecepatannya konstan. Penjabaran dari energi yang satu ini secara matematis ke dalam rumus adalah sebagai berikut.
Ek = m. v2
Keterangan:
Ek = Besarnya energi kinetik (satuan Joule)
m = Massa benda (Kg)
v = Kecepatan benda (m/s2)
Rumus gaya Elektromagnetik
Gaya elektromagnetik terdapat pada fenomena gelombang elektromagnetik. Keberadaan gelombang ini terbilang cukup unik sebab dapat merambat meski tidak memiliki medium. Walau tidak mempunyai medium, rambatan gelombang ini bisa diukur. Adapun aspek yang bisa diukur dari gelombang ini yaitu meliputi panjang, frekuensi, amplitudo hingga kecepatannya.
c =
Keterangan:
c = laju rambat gelombang elektromagnetik pada ruang hampa
= permeabilitas ruang hampa (4 x 10-7 Ns2/C2)
= permitivitas ruang hampa (8,85 x 10-12 C2/Nm2)
Rumus gaya Hidrostatis
Satu lagi gaya yang akan Anda temukan ketika mempelajari tentang materi Fluida khususnya air ialah Hidrostatis. Gaya Hidrostatis merupakan tekanan yang diberikan oleh air ke segala arah pada titik ukur tertentu yang dipengaruhi oleh adanya gravitasi. Biasanya, tekanan Hidrostatis justru akan makin meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman.
Selanjutnya, akibat pengaruh gravitasi berat partikel air akan menekan partikel di bawahnya. Hal ini juga berlaku pada partikel air di bawahnya yang terus menekan hingga ke dasar. Dengan demikian, tekanan air di bawah menjadi lebih besar daripada di atas. Jadi, tidaklah mengherankan apabila Anda menyelam semakin dalam maka tekanann air akan terasa makin besar hingga memberatkan tubuh.
Phidro = p.g.h
Keterangan:
p = Berat jenis air (berlaku untuk air tawar dengan konstanta p = 1.000 kg/m3)
h = Titik kedalaman yang diukur dari permukaan air
g = Besar percepatan gravitasi bumi (konstansa g = 9,8 m/s2)
Rumus gaya Hidrolik
Gaya Hidrolik biasanya akan Anda temui ketika mempelajari tentang materi Fluida berupa air. Rumus yang bisa Anda gunakan untuk menentukan besarnya gaya Hidrolik adalah dengan menggunakan hukum Pascal. Sesuai namanya, rumus ini diperkenalkan pertama kali oleh ilmuwan bernama Blaise Pascal.
Adapun bunyi dari hukum Pascal ini yaitu “gaya yang bekerja pada zat cair dalam ruang tertutup, tekanannya akan diteruskan oleh zat cair tersebut ke segala arah dan sama besar”. Sejak pertama kali dicetuskan, hukum Pascal telah banyak digunakan untuk mengaplikasikan gaya hidrolik dalam aktivitas sehari-hari Kita. Contoh penerapan nya terdapat pada dongkrak atau pun pompa hidrolik.
Keterangan:
F1 = Besarnya gaya pada tabung pertama
F2 = Besarnya gaya pada tabung kedua
A1 = Luas penampang tabung pertama
A2 = Luas penampang tabung kedua
Fisika merupakan cabang ilmu pengetahuan yang sangat dekat dengan kehidupan Kita sehari-hari. Selain itu, Fisika juga memiliki sifat yang pasti dan aplikatif jadi keabsahan nya dapat dipertanggung-jawabkan. Bagi Anda yang tertarik untuk mempelajari cabang ilmu ini, maka beberapa rumus gaya di atas bisa dipahami untuk kemudian diterapkan.