Diagram Bebas Benda

Gaya merupakan salah satu fenomena Fisika yang terjadi di alam dan sifatnya abstrak. Maksudnya abstrak disini adalah kita dapat merasakanya (gaya) melalui dorongan maupun tarikan, tetapi kita tidak dapat melihat secara langsung gaya – gaya yang kita alami. Contohnya berat badan kita, berat benda yang kita tarik , kita dorong atau kita angkat, dll.

Hal ini menyebabkan terkadang saat belajar Fisika, anak – anak mengalami kesulitan karena karakteristik tersebut. Oleh sebab itulah, perlu dicarikan sebuah cara yang dapat membantu anak – anak memahami dan mengidentifikasi gaya – gaya yang bekerja pada sebuah benda, baik pada saat diam maupun bergerak di atas bidang datar, bidang miring, melingkar, dll.

Sejauh ini salah satu cara yang dipakai untuk membantu anak – anak memahami dan mengidentifikasi gaya – gaya pada sebuah benda, ialah melalui “Diagram Bebas Benda”. Apa itu diagram bebas benda?? Diagram bebas benda adalah diagram yang digunakan untuk menunjukkan besar dan arah realtif semua gaya yang bekerja pada suatu benda pada suatu saat. Diagram benda bebas adalah contoh khusus dari diagram vektor. Ukuran panjang garis panah menunjukan besarnya gaya, sedangkan arahnya garis panah menunjukan arah gaya. Untuk membedakan gaya yang satu dengan yang lain, maka saat menggambar sebuah gaya kita perlu member nama pada gaya tersebut. Sebagai contoh, jika ada dua gaya yang bekerja pada sebuah buku, dengan gaya pertama arahnya ke kanan dan lebih besar dari gaya ke dua arah ke kiri. Maka kita harus memisalkan gaya pertama sebagai F₁ dan gaya ke dua sebagai F₂, dengan F₁>F₂. Dalam diagram bebas benda kita gambarkan

Gambar 1. Gaya F1 dan F2 pada buku

Jika ada gaya yang memiliki arah yang membentuk sudut dengan bidang datar, kita dapat memproyeksikannya ke dalam bidang kartesius untuk mendapatkan komponen – komponen gayanya ke arah tegak (sumbu y) dan mendatar (sumbu x), seperti contoh di bawah ini.

Gambar 2. Diagram bebas benda dengan proyeksi vektor gaya F3