Rumus resultan gaya lengkap dengan pengertian, contoh soal, dan cara pengerjaan

Brilio.net - Saat mempelajari ilmu fisika, kamu pasti pernah mendapatkan materi tentang gaya. Yup, gaya merupakan suatu usaha yang menyebabkan benda bergerak baik dengan cara didorong atau ditarik. Sementara resultan gaya adalah total atau keseluruhan gaya yang bekerja pada suatu sistem atau benda.

Resultan gaya juga termasuk ke dalam besaran vektor yang memiliki nilai dan arah. Gaya yang bekerja pada suatu sistem atau benda pun memiliki arah yang bervariasi mulai dari searah, berlawanan, tegak lurus, dan seimbang. Jika terdapat dua gaya atau lebih yang bekerja dan memiliki arah yang sama, maka resultan gaya dapat dihitung dengan menjumlahkan kedua gaya tersebut.

Sementara jika terdapat dua atau lebih gaya dengan arah yang berlawanan, maka resultan gayanya dapat dihitung dengan mengurangi dua gaya tersebut. Nah, supaya lebih memahami tentang resultan gaya, simak ulasan brilio.net tentang rumus resultan gaya lengkap dengan pengertian, contoh soal, dan cara pengerjaan yang dilansir brilio.net dari berbagai sumber pada Kamis (19/10).

Pengertian resultan gaya

foto: unsplash.com

Resultan gaya adalah hasil dari kombinasi atau penjumlahan semua gaya yang bekerja pada suatu benda. Untuk menghitung resultan gaya, kamu perlu mempertimbangkan gaya-gaya yang bekerja pada suatu objek, baik dalam satu dimensi (seperti sumbu horizontal atau vertikal) maupun dalam tiga dimensi.

Gaya-gaya ini bisa bersifat tarik-menarik, dorong, gravitasi, gesekan, atau berbagai jenis gaya lainnya yang mempengaruhi pergerakan atau keseimbangan benda. Resultan gaya dalam satu dimensi dapat dihitung menggunakan hukum Newton kedua yang menyatakan bahwa resultan gaya adalah hasil perkalian massa objek dengan percepatan yang dialaminya. Secara matematis, resultan gaya dapat dirumuskan sebagai R.

Sementara, resultan gaya dalam tiga dimensi perlu mempertimbangkan vektor-vektor gaya dan menggunakan prinsip-prinsip matematika vektor untuk menghitungnya. Resultan gaya dalam hal ini adalah vektor yang menggambarkan gaya total yang bekerja pada suatu objek.

Perlu diingat bahwa resultan gaya adalah salah satu komponen penting dalam menganalisis pergerakan atau keseimbangan benda dalam fisika. Dalam situasi di mana semua gaya seimbang, objek akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan konstan sesuai dengan hukum Newton pertama.

Rumus resultan gaya

foto: unsplash.com

R = F1 + F2 + F3 + ... + Fn

Di mana:

R adalah resultan gaya total dalam satu dimensi.

F1, F2, F3, ..., Fn adalah gaya-gaya individual yang bekerja pada objek dalam arah yang sama.

Jika gaya-gaya tersebut memiliki arah yang sama, kamu hanya perlu menjumlahkan nilai gayanya. Gaya-gaya tersebut bisa positif jika searah dengan arah yang kamu tentukan sebagai positif, dan bisa negatif jika berlawanan arah.

Contoh soal dan cara pengerjaan

foto: unsplash.com

1. Terdapat dua buah benda dengan masing massa F1 = 100 N dan F2 = 30 N sedang bekerja dalam suatu benda yang bergerak ke arah kanan. Berapakah resultan gaya yang bekerja?

Pembahasan:

Diketahui:

F1 = 100 N
F2 = 30 N

"Bergerak ke arah kanan" artinya kedua gaya tersebut searah. Sehingga resultan gaya yang dihasilkan adalah penjumlahan dari kedua gaya tersebut.

R = F1 + F2
R = 100 N + 30 N = 130 N

2. Terdapat dua buah benda dengan masing massa F1 = 50 N dan F2 = 70 N sedang bekerja dalam suatu benda yang diam. Berapakah resultan gaya yang bekerja?

Pembahasan:

Diketahui:

F1 = 50 N
F2 = 70 N

Karena kedua gaya tersebut saling berlawanan, maka resultan gayanya sama dengan nol.

R = F1 - F2
R = 50 N - 70 N = -20 N

3. Sebuah benda ditarik oleh dua gaya sebesar 20 N dan 30 N. Tentukan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

F1 = 20 N
F2 = 30 N

Karena kedua gaya tersebut searah, maka resultan gaya yang dihasilkan adalah penjumlahan dari kedua gaya tersebut.

R = F1 + F2
R = 20 N + 30 N = 50 N

4. Sebuah benda ditarik oleh dua gaya sebesar 50 N dan 70 N. Tentukan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

F1 = 50 N
F2 = 70 N

Karena kedua gaya tersebut berlawanan arah, maka resultan gayanya sama dengan nol.

R = F1 - F2
R = 50 N - 70 N = -20 N

5. Sebuah benda ditarik oleh tiga gaya sebesar 10 N, 20 N, dan 30 N. Tentukan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

F1 = 10 N
F2 = 20 N
F3 = 30 N

Karena ketiga gaya tersebut searah, maka resultan gaya yang dihasilkan adalah penjumlahan dari ketiga gaya tersebut.

R = F1 + F2 + F3
R = 10 N + 20 N + 30 N = 60 N

6. Sebuah benda dengan massa 5 kg ditarik ke kanan dengan gaya 30 N dan ditarik ke kiri dengan gaya 20 N. Hitung resultan gaya yang bekerja pada benda.

Pembahasan:

Diketahui:

F1 = 30 N
F2 = 20 N

Karena kedua gaya tersebut berlawanan arah, maka resultan gayanya sama dengan nol.

R = F1 - F2
R = 30 N - 20 N = -20 N

7. Sebuah mobil bergerak ke arah timur dengan percepatan 3 m/s². Pada mobil tersebut, ada dua gaya yang bekerja: gaya dorong sebesar 400 N ke timur dan gaya gesekan sebesar 200 N ke barat. Tentukan resultan gaya yang bekerja pada mobil.

Pembahasan:

Langkah pertama adalah mengidentifikasi gaya-gaya yang bekerja:

Gaya dorong (R dorong) = 400 N (ke timur, positif)
Gaya gesekan (R gesekan) = 200 N (ke barat, negatif)

Kemudian hitung resultan gaya:
R = R dorong - R gesekan
R = 400 N - 200 N
R = 200 N

Jadi, resultan gaya yang bekerja pada mobil adalah 200 N ke timur.