Gaya, sebagai konsep fisika, dijelaskan oleh hukum kedua Newton, yang menyatakan bahwa percepatan terjadi ketika gaya bekerja pada massa. Secara matematis, ini berarti:
F=ma
meskipun penting untuk dicatat bahwa percepatan dan gaya adalah besaran vektor (yaitu, keduanya memiliki a besar dan arah dalam ruang tiga dimensi) sedangkan massa adalah besaran skalar (yaitu, memiliki besaran hanya). Dalam satuan standar, gaya memiliki satuan Newton (N), massa dalam kilogram (kg), dan percepatan diukur dalam meter per sekon kuadrat (m/s2).
Beberapa gaya adalah gaya non-kontak, artinya mereka bertindak tanpa objek yang mengalaminya bersentuhan langsung satu sama lain. Gaya-gaya ini meliputi gaya gravitasi, gaya elektromagnetik, dan gaya antar inti. Kekuatan kontak, di sisi lain, membutuhkan objek untuk menyentuh satu sama lain, baik ini untuk sesaat (seperti: bola yang mengenai dan memantul dari dinding) atau dalam waktu yang lama (seperti seseorang menggulung ban ke atas) bukit).
Dalam kebanyakan konteks, gaya kontak yang diberikan pada benda yang bergerak adalah jumlah vektor gaya normal dan gaya gesekan. Gaya gesekan bekerja tepat berlawanan dengan arah gerak, sedangkan gaya normal bekerja tegak lurus terhadap arah ini jika benda bergerak horizontal terhadap gravitasi.
Langkah 1: Tentukan Gaya Gesekan
Gaya ini sama dengankoefisien gesekanantara benda dan permukaan dikalikan dengan berat benda, yaitu massanya dikalikan gravitasi. Jadi:
F_f=\mu mg
Temukan nilai dengan mencarinya di grafik online seperti yang ada di Engineer's Edge.catatan:Terkadang Anda perlu menggunakan koefisien gesekan kinetik dan di lain waktu Anda perlu mengetahui koefisien gesekan statis.
Asumsikan untuk masalah ini bahwa Ff = 5 Newton.
Langkah 2: Tentukan Gaya Normal
Gaya ini, Ftidak, adalah massa benda dikalikan percepatan gravitasi dikali sinus sudut antara arah gerak dan vektor gravitasi vertikal g, yang bernilai 9,8 m/s2. Untuk masalah ini, asumsikan bahwa benda bergerak horizontal, sehingga sudut antara arah gerak dan gravitasi adalah 90 derajat, yang memiliki sinus 1. Jadi Ftidak = mg untuk tujuan sekarang. Jika benda meluncur menuruni lereng dengan orientasi 30 derajat terhadap horizontal, gaya normalnya adalah:
F_N=mg\times\sin{(90-30)}=mg\times \sin{60}=mg\times 0,866
Untuk masalah ini, bagaimanapun, asumsikan massa 10 kg. Ftidak karena itu 98 Newton.
Langkah 3: Terapkan Teorema Pythagoras untuk Menentukan Besaran Gaya Kontak Keseluruhan
Jika Anda membayangkan gaya normal Ftidak bekerja ke bawah dan gaya gesekan Ff bertindak horizontal, jumlah vektor adalah sisi miring yang melengkapi segitiga siku-siku yang menghubungkan vektor-vektor gaya ini. Besarannya demikian:
\sqrt{F_N^2+F_f^2}
yang untuk masalah ini adalah
\sqrt{15^2+98^2}=\sqrt{225+9604}=99.14\text{ N}