The gaya total didefinisikan sebagai jumlah dari semua gaya yang bekerja pada suatu benda. Sebuah contoh? Saat Anda menendang bola sepak, bola lepas landas dan bergerak di udara. Pada saat itu, ada gaya total yang bekerja pada bola. Ketika bola mulai kembali ke tanah dan akhirnya berhenti, ada gaya bersih yang bekerja pada bola juga.
Hukum Kedua Newton mengatakan bahwa "ketika gaya total bekerja pada suatu benda, maka benda itu harus berakselerasi, yaitu kecepatannya berubah dari detik ke detik." Saat Anda menendang bola sepak untuk pertama kali, ia berakselerasi, dan saat bola sepak mulai berhenti, ia juga berakselerasi.
Ada beberapa gaya yang bekerja pada suatu benda, dan ketika semua gaya tersebut dijumlahkan, hasilnya adalah apa yang kita sebut gaya total yang bekerja pada benda tersebut.
Jika gaya total bertambah menjadi nol, maka benda tersebut tidak mengalami percepatan, oleh karena itu benda bergerak dengan kecepatan tetap. Jika gaya total ditambahkan ke nilai bukan nol, maka benda tersebut mengalami percepatan.
Di alam, semua gaya melawan gaya lain, seperti gaya gesek atau gaya gravitasi yang berlawanan. Gaya hanya dapat menghasilkan percepatan jika lebih besar dari total gaya lawan.
Jika suatu gaya mendorong suatu benda, tetapi ditambah dengan gesekan, benda tersebut tidak mengalami percepatan. Demikian pula, jika suatu gaya mendorong melawan gravitasi tetapi lebih kecil dari gaya gravitasi pada suatu benda, ia tidak mengalami percepatan.
Misalnya, jika dorongan 15 Newton pada suatu benda dilawan oleh gaya gesek 10 Newton, benda tersebut dipercepat seolah-olah didorong oleh gaya total 5 Newton tanpa gesekan.
Hukum kedua Newton
Hukum pertama Newton tentang gerak memprediksi perilaku objek yang semua gaya yang ada seimbang.
Hukum pertama, (kadang disebut hukum inersia) menyatakan bahwa jika gaya yang bekerja pada suatu benda seimbang, maka percepatan benda tersebut adalah 0 m / s / s. Benda dalam kesetimbangan (kondisi di mana semua gaya seimbang) tidak akan dipercepat.
Menurut Newton, sebuah benda hanya akan mengalami percepatan jika ada gaya total atau gaya tak seimbang yang bekerja padanya. Adanya gaya yang tidak seimbang akan mempercepat suatu benda, mengubah kecepatan, arah, atau kecepatan dan arahnya.
Hukum gerak kedua Newton
Hukum ini mengacu pada perilaku objek yang tidak semua gaya yang ada seimbang. Hukum kedua menyatakan bahwa percepatan suatu benda bergantung pada dua variabel: gaya total yang bekerja pada benda dan massa benda.
Percepatan suatu benda bergantung langsung pada gaya total yang bekerja pada benda, dan berbanding terbalik dengan massa benda. Saat gaya yang bekerja pada suatu benda meningkat, percepatan benda tersebut meningkat.
Saat massa suatu benda bertambah, percepatan benda tersebut berkurang. Hukum gerak kedua Newton secara formal dapat dinyatakan sebagai berikut:
"Percepatan suatu benda yang dihasilkan oleh gaya total berbanding lurus dengan besar gaya total, searah dengan gaya total dan berbanding terbalik dengan massa benda."
Pernyataan verbal ini dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:
A = Fnet / m
Persamaan di atas sering kali disusun ulang ke bentuk yang lebih dikenal seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Gaya total disamakan dengan hasil kali massa dikalikan dengan percepatan.
Fnet = m • a
Penekanannya selalu pada gaya total. Percepatan berbanding lurus dengan gaya total. Gaya total sama dengan percepatan kali massa.
Percepatan dalam arah yang sama dengan gaya total adalah percepatan yang dihasilkan oleh gaya total. Ini adalah gaya total yang terkait dengan percepatan, gaya total adalah jumlah vektor dari semua gaya.
Jika semua gaya individu yang bekerja pada suatu benda diketahui, maka gaya total dapat ditentukan.
Menurut persamaan di atas, satuan gaya sama dengan satuan massa dikalikan dengan satuan percepatan.
Dengan mengganti gaya, massa, dan percepatan dalam persamaan di atas dengan satuan metrik standar, persamaan satuan berikut dapat ditulis.
1 Newton = 1 kg • m / s2
Definisi satuan metrik standar gaya ditunjukkan oleh persamaan di atas. Satu Newton didefinisikan sebagai jumlah gaya yang dibutuhkan untuk menghasilkan massa 1 kg dan percepatan 1 m / s / s.
Besaran dan persamaan
Menurut Hukum Kedua Newton, ketika suatu benda dipercepat, maka harus ada gaya total yang bekerja padanya. Sebaliknya, jika gaya total bekerja pada suatu benda, benda tersebut akan mengalami percepatan.
Besar gaya total yang bekerja pada suatu benda sama dengan massa benda dikalikan dengan percepatan benda tersebut seperti yang ditunjukkan pada rumus berikut:
Gaya total adalah gaya tersisa yang dihasilkan oleh setiap percepatan suatu benda saat semua gaya yang berlawanan telah dibatalkan.
Gaya yang berlawanan mengurangi efek percepatan, mengurangi gaya total percepatan yang bekerja pada suatu benda.
Jika gaya total yang bekerja pada suatu benda bernilai nol, maka benda tersebut tidak mengalami percepatan dan berada dalam keadaan yang kita sebut kesetimbangan.
Ketika sebuah benda berada dalam kesetimbangan, maka dua hal dapat menjadi kenyataan: apakah benda tersebut tidak bergerak sama sekali, atau benda tersebut bergerak dengan kecepatan konstan. Rumus kesetimbangan ditunjukkan di bawah ini:
Contoh
Mari kita pertimbangkan situasi hipotetis di luar angkasa. Anda sedang berjalan di luar angkasa dan memperbaiki sesuatu di pesawat ulang-alik Anda. Saat mengerjakan subjek dengan kunci inggris, dia marah dan membuang kunci inggrisnya, apa yang terjadi?
Begitu anak kunci meninggalkan tangan, ia akan terus bergerak dengan kecepatan yang sama dengan saat Anda melepaskannya. Ini adalah contoh situasi gaya total nol. Kuncinya akan bergerak dengan kecepatan yang sama dan tidak akan berakselerasi di luar angkasa.
Jika Anda melempar kunci yang sama ke bumi, kunci tersebut akan jatuh ke tanah dan akhirnya berhenti. Mengapa berhenti? Ada gaya total yang bekerja pada kunci, menyebabkannya melambat dan berhenti.
Dalam contoh lain, katakanlah Anda berada di gelanggang es. Ambil keping hoki dan geser ke atas es.
Akhirnya keping hoki akan melambat dan berhenti, bahkan di atas es yang licin dan licin. Ini adalah contoh lain dari situasi dengan gaya total bukan nol.
Referensi
- Ruang Kelas Fisika,. (2016). Hukum Kedua Newton. 11-2-2017, dari situs physicsclassroom.com: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Apa itu Kekuatan Bersih? - Definisi, Besaran & Persamaan. 11-2-2017, dari http://study.com Situs web: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Apa itu gaya total?. 11-2-2017, dari Situs Web Reference.com: reference.com.
- Kekuatan bersih. (nd) Kamus Lengkap Revisi Webster. (1913). Diperoleh 11 Februari 2017 dari thefreedictionary.com.
- Pearson, A. (2008). Gaya dan Gerak Bab 5. Gaya dan Gerak. 2-11-2017, dari Situs Web Pearson Education Inc: physics.gsu.edu.