GAYA

GAYA

  • Setiap sebab yang dapat menimbulkan  perubahan keadaan diam/gerak sebuah  benda disebut Gaya
  • Bisa menimbulkan gerak dan mencegah gerak

PERAN GAYA:

  • Gaya merupakan faktor yang penting dalam olahraga
  • Perlu diperhitungkan sumber gaya
  • Penggunaan secara tepat dan hemat

SUMBER GAYA:

  • Sumber utama gaya pada tubuh manusia adalah kekuatan otot/sekelompok otot
  • Kekuatan otot ditentukan oleh luas potongan melintang otot
  • Atlet harus mengembangkan otot melalui latihan

BESAR GAYA:

  • Masa benda yang dikenai gaya dikalikan rata-rata perubahan gerakan persatuan waktu
  • Keterangan:

G  = gaya

t    = time = lama waktu gaya bekerja

a   = acceleration = percepatan

g   = gravitasi

V  = velocity = kecepatan

m  = masa benda yang dikenai gaya = berat benda

Contoh:

Bola dilemparkan dengan kecepatan 40 m/dt. Berat bola 0,5 kg. Berapakah gaya yang dipakai apabila kecepatan tersebut dihasilkan dalam tempo 0,1 dt?

Diket : V = 40 m/dt

T = 0,1 dt

Berat bola = 0,5 kg

Jawab :

0,5

m = ———– = 0,05

10

0,05 x 40

G = —————- = 20 kg

0,1

Jika tempo (t) ditambah menjadi 0,05 dt maka:

0,05 x 40

G = ————— = 40 kg

0,05

Sehingga kontraksi otot harus dalam waktu yang pendek untuk menghasil-kan gaya eksplosif

HUKUM NEWTON

  • Hukum I: Hukum Kelembaman (law of inertia)
  • Hukum II: Hukum Percepatan (law of acceleration)
  • Hukum III: Hukum Reaksi (law of reaction)

HUKUM KELEMBAMAN (law of inertia)

“Suatu benda akan tetap dalam keadaan diam atau dalam keadaan gerak kecuali karena pengaruh gaya yang merubah keadaannya”

HUKUM PERCEPATAN (law of acceleration)

“Percepatan suatu benda karena suatu gaya berbanding lurus dengan gaya penyebabnya”

HUKUM REKSI (law of reaction)

“Setiap aksi selalu ada reaksi yang sama dan berlawanan”

MENYUSUN DAN MENGURAIKAN GAYA

Resultante dari dua buah gaya yang bekerja pada satu titik adalah diagonal jajaran genjang dari titik tersebut . Contoh:

Pemain A menabrak pemain B pada sudut 900 dengan arah gerakannya dan menggunakan gaya sebesar 100 kg. Sedang B pada waktu bertumbukan menggunakan gaya sebesar 150 kg. Berapa jauh A dapat menggeser B? Apabila A menumbuk B pada sudut 300 dengan arah gerakannya, berapa jauh A dapat menggeser B?

Diagonal R dan sudut β menunjukkan arah B bergeser dari arah semula

  1. R2 = A2 + B2

= 10.000 + 22.500

= 32.500

R   =   32.500  = 180 kg

B          150

cos β = ——– = ——– = 0,8333

R          180

β = 340 (tabel)

  1. R2 = A2 + B2 – 2 AB cos α

= 10.000 + 22.500 – 30.000 x 0,866

= 6.520

R   =    6.520  = 80,7 kg

Untuk mencari sudut β digunakan rumus:

A2 = R2 + B2 – 2 AB cos β

10.000 = 6.520 + 22.500 – 24.210 cos α

29.020 -10,000       19.020

cos β = ——————— = ———– = 0,7856

24.210                 24.210

β = 380 (tabel)

Aplikasi Dalam Olahraga:

  • Pemain yang lebih ringan badannya dapat menggeser lawan dengan sudut tertentu yang menguntungkan
  • Pada start lari sprint, tolakan kaki lebih menguntungkan jika sudut tolakan kaki memberikan gaya yang paling besar dengan memperkecil sudut tolakan

Sikap Saat Melakukan Start Yang Paling Efektif:

A                                             B

540 720

SISTEM PENGUNGKIT

  • Gerakan pada tubuh manusia dalam melakukan kegiatan olahraga dilakukan dengan sistem pengungkit
  • Tulang-tulang sebagai pengungkit digerakan oleh gaya kontraksi otot
  • Pengungkit adalah suatu alat yang digunakan untuk merobah arah gerak terhadap sumbu putaran
  • Jenis pengungkit tergantung dari letak sumbu putaran, beban dan gaya

JENIS-JENIS PENGUNGKIT:

  • Jenis Pengungkit I:

Sumbu putaran terletak antara beban dan gaya

G                                 S                                  B

Contoh jenis pengungkit I:

Contoh Jenis Pengungkit II:

  • Jenis Pengungkit III:

Gaya terletak antara beban dan sumbu putaran

Contoh Jenis Pengungkit III:

KEUNTUNGAN SISTEM PENGUNGKIT

  • Tergantung pada perbandingan panjang tangan gaya dan tangan beban
  • Makin panjang tangan gaya makin besar moment gaya (memukul bola softball)
  • Makin pendek tangan gaya makin kecil moment gaya, tetapi gerakannya makin cepat (berlari)

MOMENT GAYA

  • Adalah suatu gaya yang berusaha memutar benda mengelilingi sumbunya
  • Tangan moment = Jarak antara gaya dengan sumbu putar
  • Besar Moment Gaya = Gaya x Jarak antara gaya dengan sumbu putar
  • Moment gaya = beban x tangan moment

SUMBU PUTAR

v  Sumbu putar dalam gerak manusia:

  • Sendi pinggul (langkah lari), sendi bahu (memukul)
  • Togok pada saat awalan lempar cakram
  • Togok saat memukul bola soft ball
  • Palang tunggal (giant swing)
  • Pusat gaya berat badan saat salto, loncat indah

Dalam berbagai kegiatan olahraga, moment gaya dapat menguntungkan atau harus di eliminasi.

  • Bagaiman jika tangan moment diperpendek?
  • Bagaimana jika tangan moment diperpanjang?

Jika moment gaya harus dieliminasi:

  • Untuk mengatasi moment gaya sampai seminimal mungkin, maka tangan moment harus sependek mungkin.
  • Pada lifter: tangan moment harus diperkecil dengan cara menempatkan beban tepat dipusat putaran (kaki tumpu berdiri tepat di atas beban) sehingga moment gaya  dieliminasi
  • Gerak lari: saat melangkah ke depan tungkai kaki harus ditekuk semaksimal mungkin

Moment gaya menguntungkan:

  • Tangan moment harus diperpanjang
  • Pada gerak senam giant swing :

tubuh harus diluruskan tangan moment menjadi lebih panjang

  • Pada gerak memukul bola softball:

saat mengayun pemukul, kedua lengan harus lurus

Contoh:

Pelempar cakram mengakhiri putarannya siap untuk melepaskan cakram dengan kecepatan rata-rata 25,23 radial/detik. Besarnya jarak antara pusat cakram sampai dengan pusat putaran (columna vertebralis) adalah 90 centimeter (radius). Berapa kecepatan linier cakram?

V = 25,23 x 90 = 22,71 m/dt

Jika radius diperpanjang menjadi 100 cm, maka:

V = 25,23 x 100 = 25,23 m/dt

  • Dengan demikian kecepatan linier berbanding lurus dengan panjang radiusnya, apabila kecepatan putaran (kecepatan sudutnya) tetap
  • Oleh karena itu pelempar cakram harus berusaha merentangkan lengan sepanjang mungkin saat cakram dilepaskan.

GAYA SENTRIFUGAL DAN SENTRIPETAL

  • Adalah suatu gaya yang dihasilkan oleh gerak berputar
  • Gaya sentrifugal adalah gaya yang menyebabkan benda yang sedang berputar, pergi meninggalkan pusat lingkaran (gaya khayalan= fictifius force)
  • Gaya sentripetal adalah gaya yang menyebabkan benda yang sedang berputar, pergi menuju pusat lingkaran (gaya njata = real force)

Dalam kegiatan olahraga, gaya-gaya tersebut dapat membantu (mengntungkan, dan ada yang menjadi halangan (merugikan)

Pengaruh gaya sentrifugal pada lari di tikungan:

  • Makin pendek jari-jari lintasan, makin besar pengaruhnya, yaitu pelari akan keluar lintasan ke arah lintasan sebelah kanannya
  • Atlet harus mencegah gaya sentrifugal, berusaha tetap lari di lintasannya dengan cara mencondongkan badan ke arah pusat lingkaran lintasan

Besarnya gaya sentrifugal:

B x V 2

G = ————-

g x r

G = gaya sentrifugal                                       g = grafitasi

B = berat badan pelari                                     r = radius

V = kecepatan

Contoh:

Pelari berlari di lintasan menikung yang berjari-jari 30 meter dengan kecepatan 10 m/dt. Berat badan pelari adalah 70 kg. Berapakah gaya yang menariknya keluar lintasan di tikungan tersebut?

Jawab:

70 x 102

G = ———— = 23,3 kg

10 x 30

Jika jari-jari tikungan 15 m, maka:

Jawab:

70 x 102

G = ———– = 46,7 kg

10     15

  • Usaha yang dilakukan pelari supaya tidak terlempar keluar lintasan adalah dengan cara berlari dengan mencondongkan/memiringkan badan ke pusat linkaran lintasan.
  • Masalahnya: berapa besar sudut kemiringan badan untuk menetralisir gaya sentrifugal tersebut?

Jawaban:

V2

tg α = ———-

g x r

tg α = sudut condong badan dengan garis vertical atau miringnya lintasan

  • Jika radius = 30 m, V = 10 m/dt

102

tg α = ———– = 0,333     à     α = 180

10 x 30

  • Jika radius = 15 m, V = 10 m/dt

102

tg α = ———- = 0,6673    à     α = 340

10 x 15

  • Jika radius = 3 m, V = 6m/dt

62

tg α = ———– = 1,2     à     α = 500

10 x 3

GAYA GESER

Adalah suiatu gaya yang timbul karena pergeseran antara dua permukaan yang merupakan hambatan terhadap gerak

YANG MEMPENGARUHI BESARNYA HAMBATAN

  • Materi kedua benda
  • Ketidak teraturan permukaan
  • Gaya yang menekan kedua benda
  • Luas permukaan kedua benda

BESARNYA GAYA GESER

  • Sama dengan sejumlah gaya yang dikenakan terhadap benda, sejajar dengan permukaan geseran untuk memulai gerakan
  • Gaya tersebut sesuai dengan gaya yang menekan kedua permukaan
  • Gaya yang menekan kedua permukaan itu dapat dipusatkan pada suatu titik atau menyebar pada daerah yang luas

P

C = ——

W

C = Besarnya gaya geser = sifat adhesif antara kedua benda

W = gaya yang menekan kedua permukaan

P = gaya yang diperlukan untuk memulai gerakan

  • Makin besar C maka makin kuat sifat adhesifnya
  • Makin besar gaya yang diperlukan untuk menggelincir makin besar gaya gesernya
  • Arah dari C = sudut tangen yang dibentuk oleh C dan W = sudut condongnya gaya untuk memulai gerakan = sudut geseran = sudut batas

P

————- = tg α

W

Aplikasi Gaya Geser Dalam Olahraga

  • Berhubungan dengan masalah tergelincir dan memelihara kesimbangan diatasi dengan cara:
    • merekayasa daerah permukaan yang bergeseran: sol sepatu, bahan gosok pada permukaan kayu
    • latihan: mengubah kecepatan, arah gerak, mencondongkan badan, memperluas permukaan geseran, latihan kekuatan otot-otot.
    • Memanfaatkan gaya geser dalam olahraga semaksimal mungkin:
      • Ski es
      • Ski salju

TUMBUKAN

Kegiatan Olahraga yang berkaitan  dengan tumbukan:

  • memukul  bola softball
  • memukul bola voli
  • memukul bola tenis
  • memukul bola golf

ARAH GERAK PUKULAN

  • Arah gerak bola setelah dipukul tergantung dari sudut perkenaan
  • Sudut perkenaan = sudut pantulan
  • Dipengaruhi oleh pukulan spin, jika gaya pemukul lebih besar dari gaya putaran spin maka putaran bola dapat dieliminasi
  • Resultante dua gaya tersebut adalah mendekati arah gaya yang lebih besar
  • Tahanan udara
  • Elastisitas alat yang digunakan

ELASTISITAS

  • Semua benda mempunyai elastisitas (koefisien elastisitas)
  • Koefisien elastisitas adalah kemampuan untuk memperkecil diri dari bentuk semulacsebagai akibat dari suatu gaya yang mengenainya
  • Dipengaruhi oleh: kecepatan gerak benda yang bertumbukan

APLIKASI DALAM OLAHRAGA

  • Tendangan: bola tertekan lebih dari sepertiga diameternya
  • Pukulan bola tenis
  • Drible pada bola basket
  • Pukulan bola softball

RUMUS ELASTISITAS

  • Rumus untuk dua benda yang bersama-sama bergerak:

V2 – V1

e = —————-

U1 – U2

e   = koefisien elastisitas

V1 = kecepatan benda pertama setelah tumbukan

V2 = kecepatan benda kedua setelah tumbukan

U1= kecepatan benda pertama sebelum tumbukan

U2 = kecepatan benda kedua sebelum tumbukan

  • Rumus untuk dua benda, salah satunya tidak bergerak:

V

e = ———

U

Koefisien elastisitas dapat ditunjukkan oleh perbandingan antara tinggi pantulan benda setelah dijatuhkan

hb

e = √———–

hd

e   = koefisien elastisitas

hb = tinggi benda memantul

hd = tinggi benda dijatuhkan

Pantulan Bola Basket:

  • Harus memantul setinggi 122,5 cm – 135 cm setelah dijatuhkan dari jarak 180 cm (diukur dari titik tengah/pusat bola)
  • Jika diameter bola basket = 25 cm

Soal:

Diameter bola basket = 25 cm, dijatuhkan dari ketinggian 135 cm, berapa koefisien elastisitasnya?

Jawab:

Kecepatan bola setelah tumbukan:

V02

= ———

2g

V02 = 2.g.St              St = 135 – 25 = 110 cm

= 2 x 10 x 1.10

= 22

V0 = 4,7 m/dt

Kecepatan bola sebelum tumbukan:

V02 = 2.g.St              St = 180 cm

= 2 x 10 x 1.80

= 36

V0 = 6 m/dt

Jadi elastisitas Bola Basket tersebut adalah:

hb 110

e = √——– = √———– = 0,78

hd 180

V 4,7

e = —— = —— = 0,78

U          6

Masalah: Dapatkah bola yang lambat dipukul sejauh bola yang cepat?

Jika dianggap pemukul diayunkan dengan kecepatan dengan kecepatan bola, dan bola langsung mengenai pemukul, bola melayang pada ketinggian yang sama, maka kecepatan bola tersebut dapat dihitung dengan rumus:

(m1 – em2) U1 + (1 + e) m2 . U2

V1 = ————————————————

m1 + m2

V1 = kecepatan bola setelah kena pukul

m1= massa pemukul

m1= massa bola

e  = koefisien elastisitas

U1= kecepatan bola sebelum kena pukul

U2= kecepatan pemukul sebelum kena bola

Contoh soal:

Bola dilempar dengan kecepatan 30 m/dt (U1), kecepatan pemukul 12 m/dt (U2). Berat pemukul 3,2 kg, berat bola 0,5 kg. Koefisien elastisitas bola 0,5. Berapakah kecepatan bola setelah kena pukul?

Jawab:

(0,32 – 0,5 . 0,05 )30 + (1 + 0,5) 0,05 x 12

V1= ——————————————————-

0,32 + 0,05

= 26,35 m/dt

Jika bola dilemparkan dengan kecepatan 15 m/dt, maka:

(0,32 – 0,5 . 0,05 )15 + (1 + 0,5) 0,05 x 12

V1= ——————————————————-

0,32 + 0,05

= 14,39 m/dt

  • Jarak tempuh bola berbanding lurus dengan kecepatan bola setelah kena pukul
  • Maka cara untuk membuat bola yang pelan dapat dipukul mencapai jarak maksimal  setelah dipukul adalah menambah kecepatan pemukul

Contoh:

Bola dilempar dengan kecepatan 15 m/dt (U1), kecepatan pemukul 20 m/dt (U2). Berat pemukul 3,2 kg, berat bola 0,5 kg. Koefisien elastisitas bola 0,5. Berapakah kecepatan bola setelah kena pukul?

Jawab:

(0,32 – 0,5 . 0,05 )15 + (1 + 0,5) 0,05 x 20

V1= —————————————————–

0,32 + 0,05

= 16,01 m/dt

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: