Rangkuman Materi, Contoh Soal Bab Gaya Kelas 8 SMP & Pembahasan

Pengertian Gaya

Gaya dalam ilmu fisika adalah interaksi (tarikan atau dorongan) apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami perubahan gerak  (bisa dalam bentuk arah), perubahan posisi dan perubahan bentuk benda.

Sifat-Sifat Gaya

1. Gaya mampu mengubah arah benda benda
2. Gaya mampu mengubah bentuk benda
3. Gaya mampu mengubah posisi benda dengan cara menggerakkan atau memindahkannya

Jenis-Jenis Gaya

Gaya berdasarkan penyebabnya

• Gaya gesek: gaya yang muncul ketika dua permukaan benda saling bersentuhan secara langsung
• Gaya otot: gaya yang ditimbulkan oleh otot tubuh mahluk hidup
• Gaya mesin: gaya yang bersumber dari kinerja sebuah mesin
• Gaya listrik: gaya yang berasal dari benda-benda yang bermuatan listrik
• Gaya pegas: gaya yang berasal dari sebuah pegas
• Gaya gravitasi: gaya yang ditimbulkan oleh gaya tarik (gravitasi) bumi
• Gaya magnet: gaya yang diakibatkan oleh magnet

Gaya berdasarkan sifatnya

• Gaya sentuh: gaya yang akan muncul apabila terjadi sentuhan dengan benda lain yang akan diberikan gaya. Contohnya gaya pegas, gaya otot, dan gaya gesek.
• Gaya tak sentuh: gaya yang bisa dirasakan efeknya meskipun kedua benda tidak saling bersentuhan. Contonhya gaya magnet dan gaya gravitasi.

Resultan gaya

Resultan gaya adalah keseluruhan gaya (dua atau lebih gaya) yang bekerja pada sebuah benda dalam suatu sistem. Gaya dapat di ukur dengan menggunakan alat yang bernama dinamometer.

Macam-macam resultan gaya:

• Gaya yang segaris dan searah
• Gaya yang segaris dan berlawanan
• Gaya yang membentuk sudut/ arahnya tegak lurus

Gaya dapat dirumuskan sebagai berikut:

F = m x a

Keterangan:

F = gaya (newton = kg.m/s² )

M = massa (kg)

a = percepatan (m/s² )

Gaya 1 newton adalah gaya yang memberikan percepatan 1 m/s² pada benda dengan massa 1 kg.

Hukum Newton

Hukum newton I

“ Sebuah benda akan diam atau bergerak lurus beraturan jika pada benda itu tidak ada gaya-gaya yang bekerja atau resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol. “

ΣF = 0

Hukum newton II

“ percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda. “

Hukum newton III

“ jika benda 1 mengerjakan gaya aksi pada benda 2, maka benda 2 memberikan gaya reaksi pada benda 1 yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan. “

F_aksi = – F_reaksi 

Gaya gesek

Gaya gesek dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

• Gaya gesek statis: gaya gesek yang bekerja pada benda yang diam atau hampir bergerak. Contohnya benda meluncur ke bawah pada bidang miring.
• Gaya gesek kinetis: gaya gesek yang bekerja pada benda bergerak. Contohnya bola ditendang menggelingding dengan kecepatan tertentu.

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap gaya gesek, yaitu:

• Permukaan benda yang bersentuhan
• Gaya normal atau gaya berat benda yang bergesekan
• Luas permukaan benda yang bergesekan

Gaya berat

Gaya berat adalah gaya yang disebabkan oleh gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda bermassa. Massa adalah ukuran jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda.

Gaya berat dapat dirumuskan sebagia berikut:

W = m x g

Keterangan:

W = gaya berat benda (N)

m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s² )

Soal No.1

Faktor yang tidak mempengaruhi gaya gesek adalah….

1. luas permukaan benda yang bergesekan
2. sudut benda terhadap permukaan
3. gaya normal atau gaya berat benda ada yang bergesekan
4. permukaan benda yang bersentuhan

PEMBAHASAN :
Yang bukan merupakan faktor yang mempengaruhi gaya gesek adalah sudut benda terhadap permukaan. Selain itu, merupakan faktor yang mempengaruhi gaya gesek.
Jawaban B

Soal No.2

Jika terdapat dua buah gaya masing-masing besarnya 150 N dan  80 N. Kedua gaya tersebut bekerja pada sebuah benda. Maka besarnya resultan  kedua gaya tersebut adalah….

1. 230 N jika kedua gaya searah
2. 230 N jika kedua gaya berlawanan arah
3. 70 N jika kedua gaya searah
4. 80 N jika kedua gaya searah

PEMBAHASAN :
Besarnya resultan tergantung kepada posisi kedua gaya tersebut
jika kedua gaya tersebut searah maka resultannya
R = F₁ + F₂ = 150 N + 80 N = 230 N
jika kedua gaya tersebut berlawanan arah maka resultannya
R = F₁ – F₂ = 150 N – 80 N = 70 N
Jawaban A

Soal No.3

Diketahui sebuah benda ditarik oleh 3 buah gaya

resultan gaya dari ketiga gaya tersebut adalah…..

1. 30 N
2. 40 N
3. 50 N
4. 60 N

PEMBAHASAN :
Dari soal diketahui bahwa F₁ dan F₂ searah sehingga
F₁₂ = F₁ + F₂ = 30 N + 50 N = 80 N
F₁ berlawanan arah dengan F₁₂ sehingga resultan ketiga gaya tersebut adalah
F₁₂₃ = F₃ – F₁₂ = 120 N – 80 N = 40 N
Jawaban B

Soal No.4

Jika sebuah benda memiliki massa 300 gram. Gaya yang diperlukan untuk membuat benda tersebut dapat bergerak dengan percepatan 4 m/s²  adalah…

1. 1,2 N
2. 2,4 N
3. 3,6 N
4. 4,8 N

PEMBAHASAN :
Diketahui:
m = 300 g = 0,3 kg
a = 4 m/s²
Menentukan gaya yang diperlukan
F = m. a = 0,3 kg x 4 m/s² = 1,2 N
Jawaban A

Soal No.5

Sebuah mobil yang mogok didorong oleh ayah dengan gaya 20 N dari belakang mobil dan ditarik oleh adik yang berada di depan mobil dengan gaya ya 30 N kemudian Kakak mendorong mobil dari arah depan dengan gaya 40 N. Diketahui perpindahan yang dialami mobil adalah 5 meter.  Tentukan besar usaha total ketiga gaya tersebut adalah……

1. 50 J
2. 55 J
3. 60 J
4. 65 J

PEMBAHASAN :
Diketahui:
F _ayah = 20 N
F _adik = 30 N
F _kaka = -40 N (tanda (-) karena berlawanan arah)
s = 5 meter
Menentukan F resultan
F_R = F _ayah + F _adik + F _kaka
F_R = 20 N + 30 N – 40 N = 10 N
Menentukan usaha total ketiga gaya tersebut
W = F_R. s = 10 N x 5 m = 50 joule
Jawaban A

Soal No.6

Dua buah alat pemindah memiliki daya yang berbeda-beda. Alat pemindah A memiliki daya 800 watt dan alat pemindah B memiliki daya 400 watt. Perbandingan waktu antara pemindahan dengan pemindah b untuk melakukan usaha sebesar 400 joule adalah….

1. t_B > t_A
2. t_B = t_A
3. t_B < t_A
4. tidak bisa dibandingkan

PEMBAHASAN :
Diketahui:
W = 400 joule
P_A = 800 watt
P_B = 400 watt
Menentukan waktu masing-masing alat




Maka t_B > t_A atau alat B lebih lama dibandingkan alat A
Jawaban A

Soal No.7

Andi akan mengangkat sebuah benda yang bermassa 4 kg setinggi 1 meter dari tanah. Jika diketahui percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 N/kg. Usaha yang harus dilakukan Andi adalah….

1. 25,6 J
2. 30,2 J
3. 36,1 J
4. 39,2 J

PEMBAHASAN :
Diketahui:
massa (m) = 4 kg
jarak (s) = 1 meter
g = 9,8 N/kg
Menentukan gaya yang diperlukan
F = m.g = 4 kg. 9,8 N/kg = 39,2 N
Menentukan usaha yang diiperlukan Andi
W = F.s = 39,2 N. 1 m = 39,2 J
Jawaban D

Soal No.8

Sebuah tuas memiliki lengan beban 4 cm dan lengan kuasa 8 cm. Jika akan mengangkat beban yang memiliki berat 4 N, gaya yang diperlukan adalah….

PEMBAHASAN :
Diketahui:
l_B = 4 cm
l_K = 8 cm
w = 4 N
Menentukan gaya yang diperlukan
w. l_B = F. l_K
4N x 4 cm = F. 8 cm
F = 2 N
Jawaban D

Soal No.9

Katrol tetap yang ditarik dengan gaya 60 N mampu menarik beban sebesar…….

PEMBAHASAN 
Diketahui:
F = 60 N
Keuntungan Massa (KM) katrol tetap = 1
Menentukan berat beban

w = KM . F
w = 1. 60 N 60 N
Jawaban B

Soal No.10

Astronaut ditimbang berat badannya. Jika di bumi maka beratnya adalah 800 N. Diketahui percepatan gravitasi bulan adalah 1 per 8 kali percepatan gravitasi bumi maka berat astronot di Bulan adalah….….

1. 50 N
2. 75 N
3. 100 N
4. 125 N

PEMBAHASAN :
Diketahui :
w di bumi = 800 N
g_bulan = 1/8 g_bumi
Menentukan berat di bulan
Karena massa tidak berubah baik di bumi atau di bulan maka
massa di bumi = massa di bulan


Jawaban C

Soal No.11

Gaya berdasarkan penyebabnya salah satunya adalah gaya otot, yaitu gaya yang berasal dari otot-otot tubuh kita. Contoh gaya otot adalah …

1. Magnet menarik paku kecil
2. Mesin menggerakkan kendaraan bermotor
3. Mendorong meja
4. Ketapel melontarkan batu kecil

PEMBAHASAN :
Berikut ini beberapa contoh jenis-jenis gaya, yaitu:

1. Magnet menarik paku kecil → gaya nagnet, gaya yang diakibatkan oleh magnet
2. Mesin menggerakkan kendaraan bermotor → gaya mesin, gaya yang bersumber dari kinerja mesin
3. Mendorong meja → gaya otot, gaya yang berasal dari otot-otot tubuh tubuh
4. Ketapel melontarkan batu kecil → gaya pegas, gaya yang dihasilkan oleh pegas/ kerja benda elastis.

Jawaban C

Soal No.12

Gaya dapat memberikan pengaruh terhadap benda, kecuali …

1. Gaya menyebabkan benda bergerak lebih cepat
2. Gaya menyebabkan benda berubah arah
3. Gaya yang terjadi harus selalu melalui sentuhan
4. Gaya menyebabkan benda diam menjadi bergerak

PEMBAHASAN :
Beberapa pengaruh gaya yang terjadi terhadap suatu benda diantaranya:

1. Gaya menyebabkan benda bergerak lebih cepat, misalnya troli yang didorong lebih cepat
2. Gaya menyebabkan benda berubah bentuk, misalnya kardus yang ditekan hingga penyet
3. Gaya yang terjadi harus selalu melalui sentuhan, jenis gaya berdasarkan sifatnya ada 2 yaitu:
   • Gaya sentuh, gaya yang disebabkan adanya sentuhan. Contohnya gaya pegas, gaya otot, dan gaya gesek.
   • Gaya tak sentuh, gaya yang terjadi tanpa adanya sentuhan. Contohnya gaya magnet dan gaya gravitasi.
4. Gaya menyebabkan benda diam menjadi bergerak, misalnya meja yang didorong

Jawaban C

Soal No.13

Resultan dua gaya yang saling berlawanan arah, maka perpaduan keduanya adalah …

1. R = F₁ – F₂
2. R = F₁ + F₂
3. 
4. R = F₁ = F₂

PEMBAHASAN :
Resultan gaya adalah total perpaduan dua gaya atau lebih yang bekerja pada suatu benda dalam sebuah system yang meliputi:

1. Gaya searah: resultan gaya dengan cara dijumlahkan, R = F₁ + F₂
2. Gaya berlawanan arah: resultan gaya dengan cara dikurangkan, R = F₁ – F₂
3. Gaya tegak lurus: resultan gaya dengan cara menggunakan rumus Pythagoras,

Jawaban A

Soal No.14

Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar di atas adalah cabang olah raga panahan yang dipertandingkan disalah satu ajang olah raga internasional. Jenis gaya yang dimanfaatkan adalah …

1. Gaya gravitasi
2. Gaya pegas
3. Gaya mesin
4. Gaya kinetik

PEMBAHASAN :
Jenis-jenis gaya, diantaranya:

• Gaya gravitasi: gaya yang timbul karena gaya tarik bumi/ gravitasi, contohnya buah jatuh dari pohonnya
• Gaya pegas: gaya yang dihasilkan oleh pegas/ kerja benda elastis, contohnya busur yang melontarkan anak panah
• Gaya mesin: gaya yang bersumber dari kinerja mesin, contohnya mesin kendaraan bermotor
• Gaya kinetik: energi yang timbul ketika suatu benda bergerak, contohnya gerakan roda sepeda yang berputar

Jawaban B

Soal No.15

Hukum Newton yang dikemukakan oleh Sir Isaacc Newton berisi tentang …

1. Pengaruh gaya terhadap suatu benda ketika bergerak
2. Gaya yang mempengaruhi benda pada zat cair
3. Gaya yang timbul antara dua tituk muatan listrik
4. Tekanan pada zat cair di dalam sebuah ruang tertutup

PEMBAHASAN :
Beberapa hukum-hukum fisika, diantaranya:

1. Pengaruh gaya terhadap suatu benda ketika bergerak → Hukum Newton
2. Gaya yang mempengaruhi benda pada zat cair → Hukum Archimedes
3. Gaya yang timbul antara dua tituk muatan listrik → Hukum Coulomb
4. Tekanan pada zat cair di dalam sebuah ruang tertutup → Hukum Pascal

Jawaban A

Soal No.16

Gaya gesek bisa memiliki manfaat tapi bisa juga merugikan. Contoh gaya gesek yang merugikan adalah …

1. Gesekan pada saat pengereman kendaraan bermotor
2. Ban pada motor atau mobil bergerigi/dibuat tidak rata
3. Gesekan antar mesin menyebabkan aus
4. Sepatu bola memiliki banyak pool pada alasnya

PEMBAHASAN :
Gesekan yang menguntungkan:

• Gesekan pada saat pengereman kendaraan bermotor
• Ban pada motor atau mobil bergerigi/dibuat tidak rata
• Sepatu bola memiliki banyak pool pada alasnya

Gesekan yang merugikan:

• Gesekan antar mesin menyebabkan aus
• Gesekan udara dengan mobil sehingga laju mobil terhambat

Jawaban C

Soal No.17

Diketahui seseorang mendorong sebuah benda dengan gaya 60 N sehingga benda tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu. Jika massa benda tersebut sebesar 10 kg, maka percepatan benda tersebut adalah …

1. 5 m/s²
2. 6 m/s²
3. 7 m/s²
4. 8 m/s²

PEMBAHASAN :
Berdasarkan Hukum II Newton:
“ Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

Maka rumus yang berlaku:

Diketahui:
F = 60 N
m = 10 kg
sehingga percepatan benda tersebut dapat dihitung sebagai berikut:

Jawaban B

Soal No.18

Apabila ada dua buah gaya yang sedang bekerja dalam sebuah system, F₁ = 80 N dan F₂ = 50 N dengan arah gaya ke kanan. Sehingga resultan gaya yang dihasilkan adalah …

1. 30 N
2. 50 N
3. 130 N
4. 80 N

PEMBAHASAN :
Resultan gaya adalah total perpaduan dua gaya atau lebih yang bekerja pada suatu benda dalam sebuah system yang meliputi:

• Gaya searah: resultan gaya dengan cara dijumlahkan, R = F₁ + F₂
• Gaya berlawanan arah: resultan gaya dengan cara dikurangkan, R = F₁ – F₂
• Gaya tegak lurus: resultan gaya dengan cara menggunakan rumus Pythagoras,

Diketahui:
F₁ = 80 N
F₂ = 50 N
Maka resultan gayanya dapat dihitung sebagai berikut:
R = F₁ + F₂
R = 80 N +50 N
R = 130 N
Jawaban C

Soal No.19

Alat yang digunakan untuk mengukur gaya adalah …

1. Dinamometer
2. Termometer
3. Barometer
4. Altimeter

PEMBAHASAN :

• Dinamometer: alat untuk mengukur gaya
• Termometer: alat untuk mengukur suhu
• Barometer: alat untuk mengukur tekanan udara
• Altimeter: alat untuk mengukur ketinggian suatu titik dari permukaan laut

Jawaban A

Soal No.20

Hukum yang sesuai dengan prinsip inersia adalah …

1. Hukum I Newton
2. Hukum II Newton
3. Hukum III Newton
4. Hukum Coulomb

PEMBAHASAN :
Hukum I Newton:

“ Sebuah benda akan diam atau bergerak lurus beraturan jika pada benda itu tidak ada gaya-gaya yang bekerja atau resultan gaya-gaya yag bekerja pada benda sama dengan nol.”

Setiap benda cenderung akan mempertahankan keadaannya kecuali ada gaya yang bekerja untuk mengubahnya. Hal ini sesuai dengan Hukum I Newton atau dapat disebut juga dengan hukum kelembaman atau inersia.

Hukum II Newton:

“ Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

Hukum III Newton:

“ Jika benda 1 mengerjakan gaya aksi pada benda 2, maka benda 2 memberikan gaya reaksi pada benda 1 yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan.”

Hukum Coulomb:

“ Besar gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik antara dua benda bermuatan listrik, berbanding lurus dengan besar masing-masing muatan listrik dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda bermuatan.”N
Jawaban A

Soal No.21

Satuan untuk besaran gaya menurut sistem satuan internasional adalah …

1. m.s^-2
2. m^-2
3. m.s^-1
4. Kg.m² .s^-3

PEMBAHASAN :

Jawaban A

Soal No.22

Budi memiliki massa tubuh 50 kg dan percepatan gravitasi 10 m/s² , maka berat badan Budi adalah …

1. 5 N
2. 40 N
3. 10 N
4. 500 N

PEMBAHASAN :
Diketahui:
m = 50 kg
g = 10 m/s²

maka berat badan Budi dapat dihitung sebagai berikut:
w = m.g
w = 50 kg. 10 m/s²
w = 500 kg.m/s²
w = 500 N
Jawaban D

Soal No.23

Persamaan yang sesuai dengan Hukum III Newton adalah …

1. F_aksi = -F_reaksi
2. a = F/m
3. ΣF = 0
4. W = m. g

PEMBAHASAN :
“ Sebuah benda akan diam atau bergerak lurus beraturan jika pada benda itu tidak ada gaya-gaya yang bekerja atau resultan gaya-gaya yag bekerja pada benda sama dengan nol.”

ΣF = 0

Hukum II Newton:

“ Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda.”

Hukum III Newton:

“ Jika benda 1 mengerjakan gaya aksi pada benda 2, maka benda 2 memberikan gaya reaksi pada benda 1 yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan.”

F_aksi = – F_reaksi
Jawaban A