kata memaksa muncul di hampir setiap aspek kehidupan sehari-hari, dari olahraga hingga cuaca hingga konflik militer. Namun pada dasarnya, gaya merupakan konsep yang berakar pada fisika, dimana memiliki makna yang sangat spesifik dan kritis. Satuan gaya standar adalah newton (N), sama dengan kg m/s2.
Gaya adalah salah satu dari dua besaran fisika yang mempengaruhi gerak suatu benda, yang lainnya adalah massa. Penjelasan tentang gerak benda di ruang angkasa disebut kinematika, yang memperhitungkan posisi, kecepatan dan percepatan; termasuk gaya dan massa dalam studi gerak memperkenalkan konsep dinamika.
Hukum Gerak Newton
Sebelum mempelajari tentang gaya spesifik dan bagaimana melakukan perhitungan yang melibatkan besaran ini, ada baiknya untuk meninjau tiga hukum dasar gerak yang disusun oleh Isaac Newton:
1. Setiap benda dalam keadaan gerak konstan (termasuk keadaan diam) akan tetap dalam keadaan itu kecuali ada gaya luar yang bekerja.
2. Gaya adalah hasil kali massa dan percepatan.
3. Untuk setiap gaya, terdapat gaya yang berlawanan arah dan besarnya sama.
hukum kedua Newton adalah salah satu yang paling menarik jika Anda ingin menghitung gaya, atau menentukan massa atau percepatan jika diberikan informasi tentang gaya dan salah satu dari dua besaran lainnya. Percepatan adalah perubahan kecepatan.
Contoh Angkatan
Anda dapat menganggap kekuatan sebagai sesuatu yang mendorong atau menarik; meskipun membantu sebagai metafora, bagaimanapun, ini tidak banyak membantu untuk memajukan pemahaman dunia nyata Anda. Sebaliknya, daftar yang menunjukkan kisaran gaya alam adalah alat yang lebih baik untuk mengenal gaya yang akan Anda gunakan dalam perhitungan fisika Anda.
Bobot adalah gaya misterius yang bekerja pada semua benda bermassa dan dihasilkan dari gravitasi, yang di permukaan bumi memiliki nilai 9,8 meter per detik kuadrat (9,8 m/s2). Ketegangan, elastisitas, gesekan dan yang disebut kekuatan normal adalah gaya yang bekerja pada benda padat; daya apung, angkat, dorong, dan seret adalah gaya yang secara unik terkait dengan cairan (cairan dan gas).
Itu elektrostatik dan magnetis gaya dikaitkan dengan partikel bermuatan. Juga, alam termasuk empat kekuatan fundamental yang menimbulkan semua kekuatan lainnya. Salah satunya adalah gravitasi, yang sejauh ini merupakan gaya fundamental terlemah; yang lainnya adalah elektromagnetik dan kuat dan nuklir lemah interaksi dalam atom.
persamaan gaya
Bentuk standar rumus gaya di seluruh fisika menyatakan bahwa kekuatan eksternal bersih pada suatu benda adalah produk dari massa dan percepatannya:
\textbf{F} = m\textbf{a}
Di sini, gaya dan percepatan adalah besaran vektor, artinya mereka memiliki nilai (besar, diwakili oleh angka) dan arah dalam ruang yang terkait dengannya. massa adalah besaran skalar, artinya itu dijelaskan sepenuhnya dalam hal besarnya.
Contoh Menghitung Gaya
Sebuah mobil kompak bermassa 1.000 kg dipercepat ke utara dengan kecepatan 5 m/s2. Berapakah gaya yang dihasilkan oleh percepatan ini?
F = (1.000 kg)(5 m/s2) = 5.000 N
Mobil akhirnya mencapai kecepatan 40 m/s (sekitar 90 mil per jam) dan turun pada kecepatan ini. Berapakah gaya luar pada mobil sekarang?
Ini semacam pertanyaan jebakan. Sementara mobil yang melaju kencang memiliki banyak momentum, jika mobil tidak mengalami percepatan, kedua sisi gaya persamaan adalah nol, dan tidak ada gaya eksternal bersih yang bekerja pada sistem, dalam hal ini hanya terdiri dari mobil. Kuantitas fisik yang paling menarik di sini, momentum, adalah hasil kali massa dan kecepatan v (bandingkan dengan persamaan gaya).