Alat Pengukur Gaya: Pengertian, Fungsi, Bagian, Skala, dan Prinsip

Alat pengukur gaya – Dalam kehidupan sehari–hari yang kita jalani ini tentu akan mengeluarkan berbagai macam jenis gaya dengan intensitas yang berbeda–beda. Gaya merupakan parameter yang menunjukkan kerja suatu mesin atau alat penghasil energi, misalnya pada mesin motor atau mesin mobil. Gaya tersebut bisa diukur dengan alat khusus yang disebut dinamometer.

Dengan adanya alat pengukur gaya, dinamometer, maka kita akan mengetahui besaran gaya yang terjadi, sehingga kita dapat memaksimalkan gaya dalam kehidupan sehari-hari. Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas lebih jauh tentang alat pengukur gaya atau lebih dikenal dengan dinamometer. Jadi, simak artikel ini sampai habis ya, Grameds.

Pengertian Alat Pengukur Gaya

Alat pengukur gaya disebut juga dinamometer atau neraca pegas. Dinamometer merupakan alat untuk mengukur besar kecilnya gaya dengan menerapkan prinsip gaya pegas. Nama lain dari dinamometer dalam laboratorium fisika adalah neraca pegas.

Neraca pegas ini juga biasa digunakan untuk mengukur berat bukan massa. Maka dari itu, salah satu bagian utama dari alat ini adalah pegas yang terletak di bagian dinamometer.

Dinamometer juga digunakan untuk mengukur putaran mesin/RPM dan torsi, di mana gaya atau tenaga yang dihasilkan dari suatu mesin atau alat yang berputar dapat dihitung. Oleh sebab itu, alat dinamometer ini bisa juga ditemukan pada kendaraan mobil atau motor, karena memiliki mesin penggerak.

Tujuan Menggunakan Alat Pengukur Gaya

Fungsi alat pengukur gaya atau dinamometer adalah sebagai alat untuk mengukur besar kecilnya gaya, di mana ketika kita memberikan tarikan maupun dorongan pada sebuah benda, maka kita tidak akan tahu seberapa besar tarikan atau dorongan yang kita berikan.

Dengan kata lain, untuk mengetahui besar gaya yang kita berikan, diperlukan suatu alat ukur. Alat tersebut disebut dinamakan dinamometer atau neraca pegas.

Misalnya, gaya yang bisa diukur dengan dinamometer adalah gaya yang bisa diukur dengan dinamometer adalah gaya berat atau berat benda yaitu suatu massa oleh gravitasi.

Bagian–Bagian Dinamometer

Adapun bagian-bagian dari dinamometer yaitu gantungan, penunjuk skala, pegas, skala, batang dan pengait. Setiap bagian pada dinamometer memiliki fungsi masing-masing. Berikut ini fungsi dari masing–masing bagian tersebut adalah sebagai berikut

a. Gantungan

Gantungan sebagai tempat untuk memegang dinamometer (neraca pegas) tersebut agar tidak mengganggu proses pengukuran. Jadi, fungsi dari gantungan adalah untuk memudahkan seseorang dalam memegang dinamometer.

b. Pengait

Pengait sebagai tempat dimana benda diletakkan. Kemudian, fungsi dari bagian pengait ini adalah sebagai tempat untuk meletakkan benda yang ingin diukur besaran gayanya.

c. Batang

Batang merupakan bagian luar yang membungkus pegas sehingga menjadi sistem.

d. Skala

Skala harga yang tertera dalam dinamometer (neraca pegas) yang menunjukkan hasil pengukuran. Dengan adanya skala ini, maka kita akan mengetahui hasil pengukuran gaya terhadap suatu benda.

e. Pegas

Pegas bagian dari dinamometer (neraca pegas) yang sangat vital. Hal ini dikarenakan dengan adanya pegas inilah, maka sistem dinamometer menjadi berfungsi dengan baik.

f. Penunjuk Skala

Penunjuk skala bagian yang berfungsi untuk menunjukkan skala (hasil) pengukuran.

Skala Dinamometer

Garis–garis pada skala yang ada di alat dinamometer atau neraca pegas mengikuti satuan resmi gaya dalam Satuan Internasional (SI) yaitu Newton (N). Neraca pegas memiliki dua baris skala, yaitu skala N (newton) dan g (gram). Untuk menimbang beban (benda), atur terlebih dahulu skala 0 (nol) dengan cara memutar sekrup pengatur skala.

Kemudian, gantungkan benda pada pengait neraca, setelah itu baca hasil pengukuran. Kelebihan dalam menimbang beban dengan neraca pegas yakni dalam sekali menimbang benda dapat diketahui massa dan berat benda sekaligus.

Prinsip Kerja Dinamometer

Secara umum dinamometer (neraca pegas) menggunakan prinsip yang mengikuti hukum Hooke yaitu: “Gaya elastis sebagai penyebab getaran harmonis berbanding lurus dan berlawanan arah dengan simpangan”.

Hukum Hooke menyatakan bahwa pertambahan panjang pegas sebanding dengan gaya tariknya. Artinya, ketika kita berikan gaya pada pegas, gaya ini yang menyebabkan pegas memanjang atau memendek.

Dapat disimpulkan, prinsip kerja dinamometer, yaitu benda yang akan diukur dipasang pada ujung pegas heliks yang perpanjangannya menunjukkan nilai berat benda pada skala yang dikalibrasi. Maka dari itu, dapat dikatakan bahwa prinsip kerja neraca ini cukup sederhana dimana neraca pegas dapat mengukur massa benda dengan penyeimbangan lengan neraca yang ada.

Jenis-Jenis Alat Pengukur Gaya

Alat pengukur gaya dinamometer (neraca pegas) dibedakan berdasarkan metode pengukurannya serta berdasarkan bentuk dan kegunaannya. Ada dinamometer yang digunakan untuk mengukur kekuatan tarikan, ada juga dinamometer yang digunakan untuk mengukur gaya dorong dan kekuatan genggaman. Berikut ini penjelasannya.

Berdasarkan Metode Pengukuran

Berdasarkan metode pengukurannya, dinamometer dibagi menjadi dua macam yaitu Engine Dinamometer (ED) dan Chassis Dinamometer (CD).

1. Engine Dinamometer (ED)

Engine Dinamometer (ED) adalah metode pengukuran yang dilakukan dengan poros output mesin dihubungkan langsung dengan dinamometer. Pada pengukuran ini, dinamometer mesin memberikan data yang terbaca dalam satuan daya kuda atau horsepower. Satuan ini dinotasikan dengan huruf dk.

2. Chassis Dinamometer (CD)

Chassis Dinamometer (CD) adalah metode pengukuran yang dilakukan melalui roda penggerak kendaraan. Dengan cara mesin dihidupkan dalam waktu sangat singkat hingga mencapai kecepatan putar maksimal kemudian besar hasil pengukuran dapat dilihat pada monitor atau panel analog pada unit dinamometer.

Berdasarkan Bentuk dan Kegunaannya

1. Dinamometer Pengukur Gaya Tarik

Dinamometer untuk mengukur besar kecilnya gaya tarik disebut neraca pegas. Neraca pegas ini terdiri dari sebuah kumparan pegas yang terdapat dalam bejana yang terlindung dengan sebuah penunjuk skala yang terhubung ke ujung lainnya.

Ketika gaya tarik diberikan pada ujung pegas, pegas tersebut akan meregang. Besarnya regangan tergantung pada gaya. Dinamometer jenis ini sering digunakan untuk mengukur besar gaya yang dibutuhkan untuk menarik benda atau untuk mengukur berat benda karena pengaruh tarikan gravitasi.

2. Dinamometer Pengukur Gaya Dorong

Selain tarikan, gaya juga bisa berupa dorongan. Ada beberapa jenis dinamometer yang dapat digunakan untuk mengukur besar gaya dorong tersebut.

Apabila pada tarikan dinamometer memanfaatkan regangan pegas, maka pada pengukur gaya dorong ini memanfaatkan rapatan pegas. Ketika gaya dorong diberikan pada ujung pegas, pegas tersebut akan memampat. Kemudian, besar kerapatan tergantung pada gaya.

3. Dinamometer Pengukur Kekuatan Genggaman

Terdapat satu jenis dinamometer yang secara khusus digunakan untuk mengukur kekuatan genggaman tangan atau biasa disebut handgrip dynamometry.

Cara Kerja Alat Pengukur Gaya

Prinsip kerja dinamometer memanfaatkan sifat elastisitas pegas. Pada hukum fisika yang mengatur sifat pegas disebut hukum Hooke. Hukum ini menyatakan bahwa pertambahan panjang pegas sebanding dengan gaya tariknya. Artinya, pada saat kita memberikan gaya pada pegas, maka gaya ini menyebabkan pegas memanjang atau memendek.

Contoh gaya berat benda akibat tarikan gravitasi bumi, cara pengukurannya sebagai berikut.

Kegiatan:

• Mengukur gaya berat benda dengan dinamometer akibat tarikan gravitasi bumi.

Alat dan Bahan:

• Dinamometer atau Neraca Pegas.
• Benda yang akan diukur, seperti balok atau besi.

Langkah Pengukuran:

• Berikan pengaik pada balok atau besi agar dapat dikaitkan pada dinamometer.
• Kemudian gantungkan neraca pegas pada bidang tetap.
• Kaitkan benda yang akan diukur pada pegas.
• Biarkan benda bebas menggantung dan catat hasil pengukuran skala.

Prosedur Penggunaan Dinamometer

Adapun prosedur penggunaan dinamometer atau neraca pegas sebagai berikut:

1. Kalibrasi

Kalibrasi merupakan proses dalam membandingkan suatu acuan lokal kepada standar yang berlaku untuk memastikan ketelitian suatu alat ukur atau menstandarkan keadaan ukur sebelum digunakan agar hasil pengukuran akurat dan mendekati nilai benar.

Cara pengkalibrasian dinamometer (neraca pegas) yaitu dengan cara memutar sekrup yang ada di bagian atas dinamometer tanpa beban hingga garis penunjuk skala menunjukkan pada skala nol.

2. Pengukuran

Berikut ini cara pengukuran dinamometer sebagai berikut:

• Gantungkan benda yang akan diukur pada pengait yang terdapat di bagian bawah pegas.
• Setelah keadaan sistem tenang lihat skala yang ditunjukkan oleh penunjuk skala.

3. Cara Membaca

Cara membaca penggunaan dinamometer sama seperti penggunaan alat ukur mistar yaitu dengan melihat angka yang ditunjuk oleh penunjuk skala. Biasanya, batas ketelitian atau nilai skala terkecil pada dinamometer berbeda–beda dan biasanya yang sering digunakan di laboratorium adalah 0,1 N.

Fungsi Alat Ukur Gaya

1. Dinamometer sebagai Alat Pengukur Gaya

Ketika kita memberikan gaya tarikan atau dorongan, belum tentu kita tahu berapa besar gaya yang kita keluarkan. Untuk mengukur besar gaya yang kita keluarkan, maka diperlukan sebuah alat yang disebut dinamometer atau neraca pegas. Apabila di laboratorium, dinamometer juga digunakan untuk mengukur berat yaitu gaya berat bukan massa.

Prinsip kerja dinamometer mengikuti hukum Hooke, sedangkan neraca pegas sebagai alat pengukur gaya gravitasi yang terbuat dari pegas di dalam wadah yang diberi skala. Angka pada skala nantinya menunjukkan besarnya gaya yang dikeluarkan benda.

Beban akan digantungkan di ujung bawah pegas secara vertikal, kemudian pegas akan memanjang dan besar gaya diketahui melalui skala pada alat. Ketika menimbang beban, skala harus diatur pada posisi nol melalui pengatur skala. Kemudian beban digantungkan pada pengait.

2. Dinamometer sebagai Alat Pengukur Usaha

Secara ilmu fisika, ketika kita memberikan gaya pada suatu benda kemudian benda tersebut berpindah dari tempat semula, maka disebut usaha. Namun, apabila tidak ada perpindahan benda, maka dapat disimpulkan bahwa gaya yang dikeluarkan tidak menghasilkan usaha. Contohnya, gaya yang dikeluarkan saat mendorong tembok.

3. Dinamometer sebagai Alat Pengukur Daya

Daya dalam ilmu fisika dapat diartikan sebagai ukuran kecepatan melakukan kerja yaitu jumlah energi yang dihabiskan per satuan waktu. Mengukur daya diperlukan nilai perubahan posisi benda dan waktu yang spesifik saat perubahan muncul.

Macam–Macam Gaya

Gaya Gesek

Gesekan adalah gaya yang ditimbulkan oleh permukaan benda yang saling bergesek. Hal ini disebabkan karena adanya kontak satu benda dengan benda lainnya, maka gaya ini termasuk jenis gaya sentuh. Misalnya orang mengasah pisau pada batu asah.

Gaya Berat (Gravitasi)

Gravitasi atau gaya berat merupakan gaya tarik menarik antara dua benda yang memiliki massa. Besarnya gaya tarik suatu benda tergantung pada massa benda. Adanya gravitasi bumi membuat benda yang ada di permukaan bumi selalu tertarik ke arah pusat bumi.

Gaya Pegas

Gaya pegas adalah gaya yang dimiliki oleh pegas yang menggantung atau pegas yang terenggang atau termapatkan. Contoh dari gaya ini yaitu ketika kita menaiki trampolin.

Gaya Listrik

Gaya listrik adalah gaya yang ditimbulkan oleh benda–benda yang bermuatan listrik. Contohnya pada alat–alat elektronik.

Gaya Otot

Gaya otot merupakan gaya tarikan atau dorongan terhadap suatu benda yang dihasilkan oleh otot. Dalam kehidupan sehari–hari contohnya adalah kuda yang menarik kereta atau orang yang mendorong mobil ketika mogok.

Gaya Mesin

Gaya mesin merupakan gaya tarikan atau dorongan yang dilakukan oleh mesin. Contohnya, ketika sebuah mobil atau motor yang bergerak karena mesinnya.

Gaya Magnet

Gaya magnet merupakan gaya tarikan atau dorongan yang dilakukan oleh magnet. Contohnya, yaitu magnet yang menempel pada kulkas.

Contoh–Contoh Benda yang Memiliki Gaya Pegas

Dalam kehidupan sehari- hari, sadar atau tidak ada beberapa benda yang menggunakan gaya pegas di dalamnya. Berikut diantara benda-benda yang sering kita temui dalam sehari-hari :

Per

Per adalah sebuah teknologi suspensi yang digunakan pada kendaraan untuk menstabilkan goyangan dan goncangan dari kendaraan tersebut. Selain itu, manfaat lain dari adanya Per pada kendaraan pada sepeda agar pinggang pengguna tidak sakit ketika melewati jalan yang tidak stabil.

Pada sepeda, Per diletakkan dibawah jok. Hal ini untuk memudahkan pengguna ketika duduk pada sepeda agar tidak keras dan lebih fleksibel. Tidak hanya ada di kendaraan, Per juga terdapat di pulpen modern untuk mempermudah memasukkan ujung pulpen ke dalam dengan cara menekan bagian yang seperti tombol.

Dinamometer

Dinamometer sebagai alat pengukur gaya yang didalamnya terdapat pegas. Pegas dalam dinamometer tersebut akan meregang ketika dikenakan gaya dari luar.

Dinamometer merupakan sebuah mesin yang digunakan untuk mengukur torsi (torque) dan kecepatan putaran (rpm) dari tenaga yang diproduksi oleh suatu mesin. Seperti motor atau penggerak berputar lain. Secara umum dinamometer digunakan untuk menentukan tenaga dan torsi yang diperlukan guna mengoperasikan mesin.

Shockbreaker

Shockbreaker atau peredam kejut merupakan sebuah alat mekanik yang didesain untuk meredam hentakan yang disebabkan oleh energi kinetik. Shockbreaker sebagai bagian terpenting dari sebuah kendaraan, terutama dalam suspensi kendaraan bermotor, roda pesawat dan beberapa mesin industri yang digunakan.

Shockbreaker di kendaraan bermotor memanfaatkan pegas. Ketika kendaraan melintasi jalan yang kurang stabil seperti berlubang, maka pegas pada shockbreaker akan bekerja sehingga dapat meredam guncangan pada kendaraan bermotor. Selain itu, pegas pada kendaraan bermotor mempunyai manfaat lain untuk menjaga kestabilan dari kendaraan bermotor seperti saat berbelok atau saat melaju dengan kecepatan tinggi.

Ketapel

Ketapel merupakan sebuah alat yang digunakan orang untuk berburu hewan secara tradisional seperti burung. Ketapel mengadopsi gaya pegas yang ada dalam karet digunakan sebagai pelontar.

Cara kerja ketapel yaitu benda yang mempunyai massa. Misalnya, batu kita simpan di depan karet kemudian ditarik dan dilepaskan, batu tersebut akan memantul dengan sangat cepat karena menggunakan gaya pegas sebagai pelontar.

Trampolin

Trampolin merupakan sebuah alat yang biasanya digunakan untuk olahraga melompat–lompat. Hal ini menyebabkan kita melompat ke atas berulang–ulang dan semakin kencang lompatannya. Tidak hanya sebagai media untuk meningkatkan kebugaran jasmani, tetapi trampolin ini banyak digunakan untuk bersenang–senang.

Karet

Karet merupakan bahan utama dari beberapa alat pegas. Kerana memang gaya pegas sudah melekat pada karet. Secara umum, karet apabila direnggangkan terdapat keelastisan yang akan kembali ke bentuk semula seperti halnya “per”. Bahan utama karet adalah polimer hidrokarbon yang mempunyai kandungan pada lateks beberapa jenis tumbuhan, seperti getah pohon karet.

Kasur

Kasur merupakan salah satu produk manufaktur yang digunakan sebagai alas untuk tidur atau hanya untuk berbaring. Kasur terdiri dari bahan kain, berisi kapuk, karet, busa dan ditutupi dengan kain di bagian luar. Selain itu, kasur juga berisi per di dalamnya meskipun tidak semuanya.

Dengan adanya per pada kasur akan membuat kasur tidak terasa lembek. Hal ini tentunya akan lebih nyaman ketika digunakan.

Itulah penjelasan mengenai alat pengukur gaya. Jadi buku mana saja yang belum ada di rak buku sekarang, Grameds? Jika Grameds masih bingung, masih membutuhkan referensi terkait alat pengukur gaya, maka kamu bisa mengunjungi koleksi buku Gramedia di Gramedia.com. Sebagai #SahabatTanpaBatas, kami akan selalu memberikan informasi terbaik dan terlengkap untuk Grameds dan jadikan hidupmu menjadi #LebihDenganMembaca bersama Gramedia. Semoga artikel ini menginspirasimu ya!

Penulis: Rosyda Nur Fauziyah

Baca juga: