Sepuluh Jenis Kekuatan yang Berbeda

Gaya memiliki arti khusus dalam fisika, dan – tidak seperti dalam film – tidak ada hubungannya dengan harmoni yang mendasari alam semesta. Dalam fisika, gaya adalah dorongan atau tarikan yang dihasilkan dari interaksi antara dua benda. Sebuah gaya dapat dihasilkan dari kontak langsung, seperti seorang anak mendorong kereta, atau dari tindakan di kejauhan, seperti gaya tarik gravitasi yang diberikan Bumi di bulan. Dalam dua kategori besar ini, mungkin untuk mengidentifikasi setidaknya 10 kekuatan berbeda yang membantu membentuk alam semesta dan mengkondisikan pengalaman kita di dalamnya.

Ketika ia merumuskan hukum geraknya, Sir Isaac Newton tidak diragukan lagi membayangkan gaya kontak sebagai contoh utamanya. Ini adalah kekuatan yang dihasilkan dari interaksi fisik langsung antara dua objek. Menurut Hukum Kedua Newton:

gaya sebesar F menghasilkan percepatan "a" bila diterapkan pada benda bermassa "m".

​Kekuatan Terapan– Ini adalah jenis kekuatan yang paling mudah untuk dipahami. Dorong sebuah benda dan benda itu mendorong kembali, kata Hukum Pertama Newton, sampai besarnya gaya mengatasi kelembaman benda. Pada saat itu, objek mulai bergerak dan, tanpa adanya gaya lain, dipercepat dengan jumlah yang sebanding dengan besaran massanya dan gaya yang diberikan.

​Kekuatan normal– Gaya merupakan besaran vektor, yang artinya besarnya bergantung pada arah. Dalam setiap interaksi antara dua benda, gaya normal adalah gaya tegak lurus terhadap antarmuka antara benda-benda yang berinteraksi. Gaya normal tidak selalu menghasilkan gerakan. Misalnya, sebuah meja memberikan gaya normal pada sebuah buku untuk mengatasi gaya gravitasi dan menjaga buku agar tidak jatuh.

​Gaya gesekan– Gaya gesekan biasanya menahan gerakan. Ini adalah hasil dari kenyataan bahwa permukaan di dunia nyata tidak sepenuhnya mulus. Besarnya gaya gesek yang diberikan oleh suatu permukaan tergantung pada koefisien gesekan bahan dari mana permukaan itu dibuat serta benda yang bergerak sepanjang itu. Gaya gesekan pada benda yang diam, yang disebut gaya gesekan statis, berbeda dengan gaya gesekan pada benda yang bergerak, yang disebut gaya gesekan geser.

​Tahan udara– Benda yang bergerak melalui atmosfer bumi menghadapi gaya resistif yang diciptakan oleh gesekan yang dihasilkan oleh molekul udara. Gaya ini menjadi lebih kuat dengan bertambahnya kecepatan dan bertambahnya luas permukaan tegak lurus terhadap arah gerak. Ini adalah kuantitas penting dalam industri penerbangan dan kedirgantaraan.

​Kekuatan Ketegangan– Ikatkan seutas tali ke benda tetap, tarik ujung yang lain, dan tali itu ditarik ke belakang hingga putus. Gaya yang diberikan tali adalah gaya tarik, yang diterapkan sepanjang panjangnya. Ini adalah properti dari bahan dari mana string dibuat serta diameter.

​Kekuatan Musim Semi– Besarnya gaya yang diperlukan untuk menekan pegas tergantung pada bahan dari mana pegas dibuat, diameter kawat yang membentuk kumparan, dan jumlah kumparan. Sifat-sifat ini dikuantifikasi dalam sejumlah karakteristik pegas yang disebut konstanta pegas "k". Gaya yang diperlukan untuk menekan pegas sejauh "x" diberikan oleh Hukum Hooke:

Kekuatan fundamental alam yang membuat planet-planet berputar dan matahari serta bintang-bintang tetap menyala, semuanya bekerja dari kejauhan. Tanpa mereka, alam semesta yang kita tahu mungkin tidak akan ada atau, jika memang ada, itu akan menjadi tempat yang sangat berbeda.

​Gaya gravitasi– Alasan keberadaan gaya ini adalah suatu misteri, tetapi jika tidak ada, planet dan bintang tidak akan dapat terbentuk. Besarnya gaya gravitasi yang dikerjakan benda satu sama lain bergantung pada massa benda dan kebalikan kuadrat jarak antara keduanya. Semakin besar benda dan/atau semakin pendek jarak di antara mereka, semakin kuat gayanya.

​Gaya elektromagnetik– Meskipun tampaknya tidak sama, listrik dan magnet saling berhubungan. Elektron yang mengalir menghasilkan magnet, dan magnet yang bergerak menghasilkan listrik. Hubungan antara fenomena ini dijelaskan oleh fisikawan Skotlandia James Clerk Maxwell pada abad ke-19 dan dikuantifikasi dalam persamaannya. Listrik memberikan gaya melalui tarik-menarik atau tolak-menolak partikel bermuatan, sedangkan gaya magnet disebabkan oleh gaya tarik-menarik atau tolak-menolak yang disebabkan oleh kutub magnet.

​Kekuatan yang Kuat– Karena semua proton bermuatan positif, mereka menolak satu sama lain, dan mereka tidak akan dapat membentuk inti atom jika tidak ada gaya kuat untuk menyatukan mereka. Kekuatan yang kuat adalah kekuatan yang paling kuat di alam. Itu juga yang mengikat quark bersama untuk membentuk proton dan neutron.

​Kekuatan Lemah– Gaya lemah adalah gaya nuklir fundamental lainnya. Ini lebih kuat dari gravitasi, tetapi hanya bekerja pada jarak yang sangat pendek. Dibawa oleh bundel energi subatomik yang disebut boson, gaya lemah menyebabkan proton berubah menjadi neutron dan sebaliknya selama peluruhan nuklir. Tanpa gaya ini, fusi nuklir tidak mungkin terjadi, dan bintang-bintang, seperti matahari, tidak akan ada.