Gaya resultan adalah jumlah dari semua gaya yang bekerja pada benda yang sama. Ketika suatu benda atau benda terkena aksi beberapa gaya secara bersamaan, efek terjadi. Gaya yang bekerja dapat diganti dengan gaya tunggal yang menghasilkan efek yang sama. Hanya gaya ini adalah gaya resultan juga dikenal sebagai gaya total dan diwakili oleh simbol F R .
Efek yang dihasilkan oleh F R akan tergantung pada ukuran, arah dan arahnya. Besaran fisik yang memiliki arah dan rasa adalah besaran vektor.
Kekuatan yang dihasilkan. Oleh Ilevanat (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rezultanta.JPG), dari Wikimedia Commons
Karena gaya yang bekerja pada benda adalah besaran vektor, gaya resultan F R adalah penjumlahan vektor dari semua gaya dan dapat direpresentasikan secara grafis dengan panah yang menunjukkan arah dan arahnya.
Dengan gaya resultan, masalah benda yang dipengaruhi oleh beberapa gaya disederhanakan dengan menguranginya menjadi gaya kerja tunggal.
Rumus
Representasi matematis gaya resultan adalah penjumlahan vektor gaya.
F R = ∑ F (1)
∑ F = F 1 + F 2 + F 3 +… F N (2)
F R = Gaya yang dihasilkan
∑ F = Jumlah Gaya
Perhatikan bahwa resultan gaya ekspresi (6) tidak disorot dalam huruf tebal dan itu karena hanya mengekspresikan nilai numerik. Arahnya ditentukan oleh sudut θ x .
Ekspresi (6) berlaku untuk gaya yang bekerja pada bidang yang sama. Ketika gaya bekerja di ruang angkasa, komponen-z gaya diperhitungkan saat bekerja dengan komponen persegi panjang.
Latihan terselesaikan
Semua komponen x dan y dari gaya yang bekerja pada benda ditentukan. Gaya F 1 hanya memiliki satu komponen horizontal pada sumbu x. Gaya F 2 memiliki dua komponen F 2x dan F 2y yang diperoleh dari fungsi sinus dan cosinus sudut 30 °.
F 1x = F 1 = 70N
F 2x = F 2 cos 30 ° = 40 N.cos 30 ° = 34.64 N.
F 1y = 0
F 2y = F 2 sin 30 ° = 40 sin 30 ° = 20N
∑ F x = 70N + 34,64N = 104,64N
∑ F y = 20N + 0 = 20N
Setelah gaya yang dihasilkan pada sumbu x dan y telah ditentukan, kita lanjutkan untuk mendapatkan nilai numerik gaya resultan.
F R 2 = (∑ F x ) 2 + (∑ F y ) 2
Gaya resultan adalah akar kuadrat dari jumlah komponen kuadrat dari gaya
F R = √ (104.64N) 2 + (20N) 2
F R = 106,53N
Sudut yang dibentuk oleh gaya resultan F R diperoleh dari persamaan berikut:
θ x = tan -1 (∑ F y / ∑ F x )
θ x = tan -1 (20N / 104,64N) = 10,82 °
Gaya resultan F R besarnya 106.53N dan memiliki arah yang ditentukan oleh sudut 10.82 ° dengan horizontal.
Referensi
- Dola, G, Duffy, M dan Percival, A. Fisika. Spanyol: Heinemann, 2003.
- Avison, J H. Dunia Fisika. India: Thomas Nelson and Sons, 1989.
- Pinsent, M. Proses Fisik. Inggris Raya: Nelson Thomas, 2002.
- Yadav, S K. Mekanika Teknik. Delhi: Discovery Publishing House, 2006.
- Serway, RA dan Jewett, J W. Fisika untuk Ilmuwan dan Insinyur. California, AS: Brooks / Cole, 2010.