Gaya Gravitasi, Gaya Gesek, dan Gaya Magnet

Apabila kita melihat pepohonan di sekitar kita, daun-daunnya  yang  kering  jatuh  ke tanah, buahnya pun jatuh ke tanah. Mengapa benda-benda selalu jatuh ke bawah? Mengapa rem bisa membuat sepeda berhenti? Itu semua karena gaya. Di dalam alam semesta ini banyak terdapat macam-macam gaya. Gaya dibedakan menjadi tiga macam, yaitu;

1. Gaya  gravitasi
2. Gaya  gesek
3. Gaya magnet

A. Gaya Gravitasi

Jambu biji yang sudah masak akan jatuh ke tanah. Pernahkah kamu berpikir tentang hal ini? Mengapa jambu tidak jatuh ke atas? Bila jatuh dari tempat yang lebih tinggi dari tanah, benda akan menuju ke tanah. Tidak hanya buah jambu saja, namun semua benda akan sama. Jika seorang anak melempar bola, akhirnya bola jatuh ke tanah. Benda-benda yang dilempar ke atas pasti akan jatuh ke bumi. Hal ini karena bumi memiliki daya tarik yang disebut gaya gravitasi. Gaya gavitasi bumi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda yang berada di atasnya. Dengan adanya gaya gravitasi, bumi berputar pada porosnya. Gaya ini juga yang menyebabkan umat manusia dapat menginjak tanah. Dapat kita bayangkan jika tidak ada gaya gravitasi di bumi maka yang akan terjadi adalah dunia akan kacau baik benda maupun makhluk hidup akan melayang-layang dan terlempar ke udara.

Kondisi seperti ini tampak di luar gaya gravitasi. Keadaan ini bisa menyebabkan banyak benda melayang-layang di sana. Baik benda maupun manusia akan melayang seolah tidak mempunyai berat. Bulan termasuk satelit bumi yang alami. Sebenarnya bulan juga memiliki gaya gravitasi, namun tidak sebesar bumi. Telah dilakukan percobaan oleh para astronaut yang pergi ke bulan. Ketika mereka menginjakkan kakinya ke bulan ternyata bisa. Hanya saja sebagian berat badan mereka seakan-akan hilang. Dengan gravitasi yang lebih kecil mengakibatkan badan astronaut melayang saat berjalan.

B. Gaya Gesek
Gaya gesek sangat berguna bagi manusia, beberapa manfaatnya, yaitu:
1. Menghentikan benda bergerak.
2. Mencegah benda bergeser.

Seorang pemain sepak bola membutuhkan sepatu khusus ketika bermain. Di bawah sepatu terdapat semacam permukaan yang kasar. Permukaan sepatu yang kasar menyebabkan para pemain mudah menghentikan gerakannya saat berlari. Namun jika digunakan terus-menerus, permukaan bawah sepatu itu menjadi halus. Jika sudah demikian, maka sepatu pemain sebaiknya diganti yang baru. Hal ini untuk mencegah si pemakai tergelincir.

Jika kita memiliki sepeda maka perhatikanlah bannya. Kondisi ban dapat dikatakan masih baik jika permukaannya kasar. Permukaan kasar menyebabkan ban lebih stabil dan tidak tergelincir. Kita perlu hati-hati bila permukaan ban sudah halus. Kondisi permukaan ban yang halus lebih rawan tergelincir dibandingkan yang kasar.

Selain manfaat gaya gesek pada sepatu sepak bola dan ban sepeda, gaya gesek memiliki manfaat lain. Misalnya pada saat mengerem sepeda. Dengan adanya gaya gesek pada rem dan ban menyebabkan gerak ban berhenti.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa gaya gesek adalah suatu gaya yang dihasilkan oleh gesekan dua permukaan benda.

Gaya gesek dapat diperbesar dengan cara-cara tertentu. Gaya dapat diperbesar dengan cara menambahkan bahan-bahan kasar pada benda. Misalnya menambahkan pul pada sepatu bola. Pul adalah struktur di bagian bawah sepatu yang menyerupai paku. Biasanya pul digunakan pada sepatu olah raga.

Gaya gesekan pada ban mobil dan jalan dapat diperbesar. Caranya adalah dengan menjaga bagian luar ban tetap kasar. Jika sudah halus sebaiknya segera diganti.

Pul pada sepatu yang masih bagus memudahkan pemain berhenti. Sedangkan ban mobil yang masih kasar menyebabkan mobil tidak mudah tergelincir di jalan. Selain menguntungkan, gaya gesek juga dapat merugikan, contoh:

1. Menghambat gerakan.
2. Menyebabkan benda aus atau rusak.

Sepatu yang dipakai terus menyebabkan permukaannya menjadi cepat aus. Sepatu cepat aus karena gaya gesek antara sepatu dan jalan terjadi terus-menerus. Sepatu yang bergesekan dengan jalan tersebut menyebabkan permukannya terkikis. Jika terus terkikis permukaan yang semula kasar menjadi halus dan tipis.

Gaya gesek yang terlalu besar, justru akan merugikan. Benda dengan gaya gesek besar akan menahan gerak benda sehingga sukar bergerak. Untuk memudahkan benda bergerak kembali, dibutuhkan gaya energi yang besar.

Kerugian gaya gesek dapat diperkecil dengan cara-cara berikut.

1. Memasangkan roda pada benda-benda tertentu.

Contoh: kursi roda, sepatu roda, kendaraan bermotor. Roda dapat berfungsi untuk memperkecil gaya gesek benda. Semua benda yang diberi roda akan lebih mudah bergerak. Jumlah roda yang digunakan bermacam-macam. Ada yang hanya satu roda dan ada yang lebih. Kursi roda, sepeda, dan sepeda motor adalah beberapa contoh pemakaian roda sebanyak dua buah. Sedangkan yang empat roda, misalnya mobil, bus, truk, dan masih banyak lagi.

2. Menghaluskan permukaan

Contoh: pemberian vaselin, oli, dan minyak pelumas. Dua benda yang bergesekan secara terus-menerus dapat menimbulkan kerusakan. Misalnya saja pada komponen kendaraan, roda dan jalan selalu berhubungan dan bergesekan. Gesekan yang terus-menerus dapat menyebabkan panas kedua permukaannya. Untuk mengurangi gaya gesek yang terjadi digunakan minyak pelumas atau oli. Selain oli dapat pula ditambahkan bantalan peluru. Perlakukan ini disamping memperkecil gaya gesek juga mempermudah putaran bola.

C. Gaya Magnet

Gaya magnet adalah gaya yang ditimbulkan oleh magnet. Dalam kehidupan sehari-hari gaya magnet sangat dibutuhkan, misalnya saja untuk mengangkat sampah dari bahan-bahan besi. Kita juga bisa menemukan jarum yang hilang dengan menggunakan magnet.

1. Benda Magnetis dan Non Magnetis

a. Benda magnetis

Semua benda yang dapat ditarik magnet disebut benda magnetis. Biasanya benda-benda logam lebih mudah ditarik oleh magnet. Batang besi, paku, kawat dan peniti merupakan beberapa contoh benda yang mudah ditarik magnet.

b. Benda non magnetis

Tidak semua benda dapat ditarik oleh magnet. Batu, karet, dan kayu termasuk benda yang sukar ditarik magnet. Benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet disebut benda non magnetis. Tidak semua dapat tertarik magnet hanya benda-benda yang bersifat magnetis. Besi dapat ditarik magnet tetapi kaca tidak.

Untuk mengetahui apakah suatu benda dikatakan benda magnetis atau non magnetis, lakukan kegiatan berikut; Tujuannya adalah Menguji benda magnetis dan non magnetis.

Alat dan bahan:
1. Magnet
2. Jarum
3. Paku
4. Peniti
5. Kayu
6. Kertas
7. Penggaris mika
8. Plastik

Cara kerja:
1. Ambilah paku dan tempatkan di meja!
2. Dekatkan pada magnet! Apakah yang terjadi?
3. Lakukan kegiatan yang sama untuk benda-benda lainnya!
4. Benda-benda apa sajakah yang mudah ditarik magnet?
5. Benda-benda apa sajakah yang tidak mudah ditarik oleh magnet?

Benda-benda yang dapat tertarik magnet biasanya terbuat dari bahan besi, nikel, dan kobalt. Benda-benda yang tidak mudah ditarik magnet adalah benda-benda yang terbuat dari bahan kayu, plastik, kaca, rotan, dan logam tertentu seperti tembaga.

Bahan ferromagnetik adalah bahan-bahan yang dapat ditarik kuat oleh magnet. Bahan ferromagnetik dibedakan menjadi dua macam yaitu:

a. Magnet keras

Magnet keras adalah magnet yang terbuat dari bahan-bahan keras. Bahan-bahan yang termasuk magnet keras adalah baja. Magnet keras mampu menyimpan sifat kemagnetannya lebih lama.

b. Magnet lunak

Magnet lunak merupakan magnet yang memiliki kemampuan menyimpan magnet sementara saja. Karena hanya sementara, kemagnetan lunak mudah hilang.

2. Kekuatan Gaya Magnet

Kekuatan gaya magnet berbeda-beda ada yang kuat dan ada yang lemah. Benda magnetis akan mudah tertarik magnet bila didekatkan dengan magnet. Lalu bagaimana bila di antara benda tersebut dan magnet terdapat penghalang? Dalam hal ini penghalang yang dimaksud adalah benda non magnetik.

Magnet memiliki gaya tarik yang dapat menembus benda lain. Benda lain tersebut dipengaruhi ketebalan benda-benda penghalang. Semakin tebal benda penghalang maka semakin kecil kekuatan magnetnya. Kekuatan magnetik dapat berpengaruh pada alat-alat elektronik. Hal ini dikarenakan di dalamnya terdapat benda-benda logam magnetis. Akibatnya fungsi dari komponen-komponen tersebut dapat terganggu bahkan rusak. Oleh karena itu jauhkan magnet dari peralatan elektronik. Yang termasuk peralatan elektronik adalah TV, radio, telepon, jam dan sebagainya.

Setiap bagian magnet memiliki kekuatan yang berbeda-beda. Ada yang kuat dan ada yang lemah. Misalnya serbuk besi paling banyak berada pada ujung-ujung magnet. Sedangkan persebaran di bagian tengah justru lebih sedikit. Ujung-ujung magnet adalah bagian bergaya magnet kuat. Selanjutnya ujung-ujung magnet inilah yang disebut kutub-kutub magnet.

Meskipun magnet bermacam-macam namun selalu memiliki 2 kutub. Kutub-kutub magnetik terdiri dari kutub Selatan (s) dan kutub Utara (u). Daerah di sekitar magnet biasanya masih dipengaruhi oleh gaya-gaya magnetis pada magnet. Medan magnet adalah daerah-daerah di sekeliling magnet yang masih dipengaruhi oleh gaya magnet. Garis-garis gaya magnet terbentuk karena adanya kekuatan magnet di sekitar medan magnet.

3. Kutub-kutub Magnet

Kompas adalah alat yang dapat digunakan untuk menunjukkan arah. Jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara dan selatan. Bila tersesat para petualang, dan pencari jejak memanfaatkan kompas untuk menentukan arah. Jenis magnet yang digunakan pada kompas adalah magnet jarum. Pada awalnya magnet jarum akan bergoyang-goyang setelah beberapa saat magnet akan diam dan menunjukkan arah Utara-Selatan.

Berdasarkan bentuk magnet ada berbagai macam. Magnet ada yang berbentuk batang, huruf U, jarum, lingkaran, dan sebagainya.

Pada magnet akan terjadi gaya tarik-menarik dan tolak-menolak. Bila kutub Utara didekatkan kutub Selatan maka akan tarik-menarik. Sebaliknya bila kutub Utara didekatkan kutub Utara akan tolak-menolak. Dengan demikian dapat disimpulkan:

a. Kutub-kutub senama akan saling tolak-menolak.

b. Kutub-kutub tidak senama akan tarik-menarik.

4. Kegunaan Magnet

Dalam kehidupan sehari-hari magnet banyak kegunaannya. Magnet dapat berguna untuk:

a. Menunjukkan arah

Contoh: kompas

b. Perekat

Contoh: pintu kulkas, kotak pensil, dompet

c. Komponen elektronik

Contoh: bel listrik, radio, TV

Untuk menjaga keamanan terkadang mobil diberi alarm pengaman. Salah satu komponen alarm mobil tersebut adalah magnet. Tidak hanya untuk alarm mobil saja. Namun magnet juga digunakan untuk stop door. Alat ini berfungsi untuk menempelkan pintu pada tembok, maksudnya adalah untuk menjaga pintu agar dalam keadaan terbuka.

5. Membuat Magnet

Dilihat dari jenisnya magnet dibedakan menjadi dua macam, yaitu magnet alam dan magnet buatan.

a. Magnet alam

Merupakan magnet yang ada secara alamiah. Kebanyakan magnet alam berupa bebatuan yang mengandung magnet. Bebatuan yang mempunyai sifat magnet disebut magnetis.

b. Magnet buatan

Merupakan magnet yang ada karena campur tangan manusia. Magnet sengaja dibuat manusia untuk tujuan tertentu. Karena demikian bentuk dan ukuran magnet disesuaikan kebutuhan. Contoh magnet buatan adalah magnet batang, magnet U, magnet ladam/tapal kuda, magnet jarum, magnet silinder. Magnet ladam digunakan untuk tapal kuda. Magnet U digunakan sebagai komponen dinamo sepeda.

Pembuatan magnet dapat dilakukan dengan cara induksi, menggosok dan elektromagnet.

1) Cara induksi

Benda yang awalnya bukan magnet dijadikan magnet dengan cara induksi. Induksi magnetik adalah perubahan benda magnetis menjadi magnet dengan cara mendekatkan magnet. Induksi magnet ditunjukkan pada paku yang didekatkan pada magnet batang.

Besi dan baja merupakan logam magnetis yang bisa dijadikan magnet. Kedua benda tersebut dapat dijadikan magnet dengan cara induksi. Sifat kemagnetan besi dan baja berbeda. Baja memiliki sifat kemagnetan yang lebih tahan lama dibandingkan besi. Kedua logam tersebut dibuat menjadi magnet dengan cara mendekatkan dengan magnet utama. Jika magnet utama dilepaskan dari baja, maka baja masih memiliki sifat magnetis. Namun bila magnet utama dilepaskan dari besi, sifat magnetisnya akan mudah hilang. Hal ini menunjukkan bahwa kemagnetan besi bersifat sementara dan baja bersifat permanen atau tetap.

2) Cara manggosok

Selain dengan induksi sebuah benda dapat menjadi magnet dengan cara menggosok. Benda-benda magnetis seperti baja dapat dijadikan magnet dengan menggosok. Baja yang digosok dengan magnet secara terus-menerus dapat memiliki sifat magnetis. Untuk membuat magnet sebaiknya gosokan dilakukan secara searah. Semakin banyak gosokan maka semakin kuat pula sifat magnetik benda. Meskipun begitu sifat magnetis yang diperoleh bersifat sementara dan mudah hilang.

3) Cara elektromagnetik

Elektromagnetik dilakukan dengan cara mengalirkan arus listrik pada benda-benda magnetis. Coba ingat kembali tentang benda magnetis. Contoh benda magnetis antara lain besi dan baja. Sebatang baja dapat dibuat magnet dengan cara elektromagnetik. Aliran listrik dapat diperoleh dari baterai. Baja yang sudah dililit kumparan, dialiri listrik dalam kurun waktu tertentu. Baja dililiti kumparan yang diberi aliran listrik dapat menarik paku kecil di sekitarnya. Jika arus listrik dihentikan, sifat kemagnetan juga cepat hilang. Sifat kemagnetan dengan cara ini bersifat sementara.