Apa itu gaya total? (dengan contoh)
Gaya total didefinisikan sebagai jumlah dari semua gaya yang bekerja pada suatu objek. Sebuah contoh? Saat menendang bola, bola lepas landas dan bergerak di udara. Saat itu, ada gaya total yang bekerja pada bola. Ketika bola mulai kembali ke tanah dan akhirnya berhenti, ada kekuatan total yang bekerja pada bola juga.
Hukum Kedua Newton mengatakan bahwa "ketika gaya total bekerja pada suatu objek, maka objek itu harus berakselerasi, yaitu kecepatannya berubah dari detik ke detik." Dengan menendang bola sepak untuk pertama kalinya, ia mempercepat, dan ketika bola sepak mulai melambat hingga berhenti, bola itu juga melaju kencang.
Mungkin ada beberapa gaya yang bekerja pada suatu objek, dan ketika semua gaya ini ditambahkan bersamaan, hasilnya adalah apa yang kita sebut gaya total yang bekerja pada objek.
Jika gaya total ditambahkan ke nol, maka objek tidak berakselerasi, karena itu ia bergerak dengan kecepatan konstan. Jika gaya total ditambahkan ke nilai non-nol, maka objek mengalami percepatan.
Secara alami, semua gaya menentang gaya lain, seperti gesekan atau gaya gravitasi yang berlawanan. Pasukan hanya dapat menghasilkan akselerasi jika mereka lebih besar dari total kekuatan lawan.
Jika gaya mendorong benda, tetapi dicocokkan dengan gesekan, objek tidak mempercepat. Demikian pula, jika gaya mendorong gravitasi tetapi kurang dari gaya gravitasi pada suatu objek, itu tidak mempercepat.
Misalnya, jika dorongan 15-Newton pada suatu objek ditentang oleh gaya gesek 10-Newton, objek tersebut berakselerasi seolah-olah didorong oleh gaya total 5-Newton tanpa gesekan.
Hukum Kedua Newton
Hukum gerak Newton yang pertama memprediksi perilaku objek yang semua kekuatannya ada seimbang.
Hukum pertama, (kadang-kadang disebut hukum inersia) menyatakan bahwa jika gaya yang bekerja pada suatu benda seimbang, maka percepatan benda itu akan menjadi 0 m / s / s. Objek dalam kesetimbangan (kondisi di mana semua gaya seimbang) tidak akan berakselerasi.
Menurut Newton, suatu benda hanya akan berakselerasi jika ada gaya jaring atau tidak seimbang yang bekerja padanya. Kehadiran gaya yang tidak seimbang akan mempercepat objek, mengubah kecepatannya, arahnya atau kecepatannya dan arahnya.
Hukum kedua tentang gerakan Newton
Hukum ini mengacu pada perilaku objek yang semua kekuatan yang ada tidak seimbang. Hukum kedua menyatakan bahwa akselerasi suatu objek tergantung pada dua variabel: gaya total yang bekerja pada objek dan massa objek.
Akselerasi objek tergantung langsung pada gaya total yang bekerja pada objek, dan berbanding terbalik dengan massa objek. Saat gaya yang bekerja pada suatu objek meningkat, akselerasi objek meningkat.
Ketika massa suatu benda meningkat, akselerasi benda itu berkurang. Hukum gerak kedua Newton dapat dinyatakan secara resmi sebagai berikut:
"Percepatan objek yang dihasilkan oleh gaya total berbanding lurus dengan besarnya gaya total, dalam arah yang sama dengan gaya total dan berbanding terbalik dengan massa objek."
Pernyataan verbal ini dapat diekspresikan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:
A = Fnet / m
Persamaan di atas sering disusun ulang ke bentuk yang lebih akrab seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Gaya total disamakan dengan produk massa dikalikan dengan akselerasi.
Fnet = m • a
Penekanannya selalu pada kekuatan bersih. Akselerasi berbanding lurus dengan gaya total. Gaya total sama dengan massa dikalikan dengan akselerasi.
Akselerasi dalam arah yang sama dengan gaya total adalah akselerasi yang dihasilkan oleh gaya total. Ini adalah gaya total yang berhubungan dengan akselerasi, gaya total adalah jumlah vektor dari semua gaya.
Jika semua gaya individu yang bekerja pada suatu objek diketahui, maka gaya total dapat ditentukan.
Menurut persamaan di atas, satuan gaya sama dengan satuan massa dikalikan dengan satuan akselerasi.
Saat mengganti satuan metrik standar dengan gaya, massa, dan percepatan dalam persamaan di atas, kesetaraan satuan berikut dapat ditulis.
1 Newton = 1 kg • m / s2
Definisi satuan gaya metrik standar ditunjukkan oleh persamaan di atas. Newton didefinisikan sebagai jumlah gaya yang diperlukan untuk memberikan massa 1 kg dan akselerasi 1 m / s / s.
Besaran dan persamaan
Menurut Hukum Kedua Newton, ketika suatu benda berakselerasi, maka harus ada gaya total yang bekerja padanya. Sebaliknya, jika gaya total bekerja pada suatu objek, objek itu akan berakselerasi.
Besarnya gaya total yang bekerja pada suatu benda sama dengan massa benda yang dikalikan dengan akselerasi benda tersebut seperti yang diperlihatkan dalam rumus berikut:
Gaya total adalah gaya yang tersisa yang menghasilkan akselerasi suatu objek ketika semua gaya lawan telah dibatalkan.
Kekuatan lawan mengurangi efek akselerasi, mengurangi gaya total akselerasi yang bekerja pada suatu objek.
Jika gaya total yang bekerja pada objek adalah nol, maka objek tersebut tidak berakselerasi dan berada dalam kondisi yang kita sebut keseimbangan.
Ketika suatu objek berada dalam kesetimbangan, maka dua hal bisa benar: objek tidak bergerak sama sekali, atau objek bergerak dengan kecepatan konstan. Formula untuk keseimbangan ditunjukkan di bawah ini:
Contohnya
Pertimbangkan situasi hipotetis di ruang angkasa. Anda sedang melakukan perjalanan ruang angkasa dan mengatur sesuatu di kapal feri Anda. Saat mengerjakan subjek dengan kunci inggris, dia menjadi marah dan menarik kunci itu, apa yang terjadi?
Setelah kunci meninggalkan tangan, ia akan terus bergerak dengan kecepatan yang sama seperti ketika dilepaskan. Ini adalah contoh dari situasi gaya total nol. Kunci akan bergerak dengan kecepatan yang sama dan tidak akan berakselerasi di ruang angkasa.
Jika Anda melemparkan kunci yang sama di Bumi, kunci itu akan jatuh ke tanah dan akhirnya berhenti. Mengapa itu 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 melalui 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 selain nol.
