memaksa

Fisik

2022

Kami menjelaskan apa itu gaya untuk fisika, karakteristiknya dan jenisnya menurut teori masing-masing. Juga, bagaimana mengukurnya dan berbagai contoh.

Sebuah gaya diperlukan untuk memulai atau menghentikan gerakan.

Apa itu kekuatan?

Dalam istilah teknis, gaya adalah besaran yang mampu mengubah besaranpergerakan atau bentuk tubuh yang diberikan atau a partikel. Seharusnya tidak bingung dengan konsep usaha atauEnergi.

Umumnya, konsep gaya dijelaskan dalam istilah mekanika klasik didirikan oleh Prinsip Isaac Newton (1642-1727), dikenal sebagai Hukum Gerakan dan diterbitkan pada tahun 1687 dalam Principia Mathematica.

Menurut mekanika klasik, gaya yang mempengaruhi suatu benda bertanggung jawab atas perubahan keadaan geraknya, seperti lintasan bujursangkar dan gayanya. pemindahan seragam, dan untuk mencetak percepatan (atau perlambatan). Selanjutnya, gaya apa pun yang bekerja pada benda menghasilkan gaya yang sama, tetapi dalam arah yang berlawanan.

Kami biasanya berbicara tentang kekuatan dalam kehidupan kita sehari-hari, tanpa harus menggunakan kata ini sebagai fisik. Gaya dipelajari oleh fisika dan menurut itu, empat gaya fundamental dikenali pada tingkatkuantum: gaya gravitasi, gaya elektromagnetik, gaya nuklir kuat, dan gaya nuklir lemah.

Sebaliknya, dalam mekanika Newton (atau klasik), ada banyak gaya lain yang dapat diidentifikasi, seperti gaya gesekan,Gaya gravitasi, gaya sentripetal, dll.

Karakteristik kekuatan

Sebuah gaya dapat dianggap sebagai entitas fisik yang menggambarkan intensitas interaksi antara benda-benda, terkait erat denganEnergi.

Untuk mekanika klasik, setiap gaya terdiri dari besaran dan a alamat, sehingga dilambangkan denganvektor. Artinya besaran vektor, bukan besaran skalar.

Jenis kekuatan

Menurut Einstein, benda-benda masif membengkokkan ruang-waktu.

Ada beberapa jenis gaya, tergantung pada sifat dan fokusnya:

Menurut mekanika Newton:

  • Kekuatan darigesekan. Ini adalah kekuatan yang menentang perubahan gerakan benda, mengerahkan a ketahanan untuk meninggalkan keadaan istirahat, atau gerakan, seperti yang dapat kita rasakan ketika mulai berjalan dengan benda berat ketika mendorongnya.
  • Gaya gravitasi. Ini adalah gaya yang diberikan oleh massa tubuh pada objek terdekat, menarik mereka ke arah satu sama lain. Gaya ini menjadi terlihat ketika semua atau beberapa objek yang berinteraksi sangat masif. Contoh par excellence adalah planet bumi dan objek danmakhluk bahwa kita hidup di permukaannya; ada gaya tarik menarik gravitasi di antara mereka.
  • Gaya elektromagnetik Ini adalah gaya tarik menarik dan tolak menolak yang dihasilkan oleh interaksi medan elektromagnetik.

Anda juga dapat berbicara tentang:

  • Kekuatan kontak. Ini adalah kekuatan yang diberikan dari kontak fisik langsung antara satu tubuh dan tubuh lainnya.
  • Paksa di kejauhan. Ini adalah kekuatan yang dapat diberikan tanpa kontak fisik antara tubuh.

Menurut mekanika relativistik atau Einstein:

  • Gaya gravitasi. Ini adalah gaya yang tampaknya ada ketika benda-benda besar membengkokkan ruang angkasa–cuaca di sekitar mereka, memaksa objek yang lebih kecil untuk menyimpang lintasan mereka dan mendekati mereka.
  • Gaya elektromagnetik Ini adalah gaya yang diberikan medan elektromagnetik pada partikel bermuatan dari urusan, mengikuti ekspresi gaya Lorenz.

Menurut mekanika kuantum:

  • Gaya gravitasi. Ini adalah gaya yang diberikan oleh satu massa pada massa lainnya, menjadi gaya yang lemah, hanya dalam satu arah (menarik), tetapi efektif untuk jarak jauh.
  • Memaksaelektromagnetik. Ini adalah gaya yang mempengaruhi partikel bermuatan listrik dan medan elektromagnetik yang mereka hasilkan, menjadi gaya yang memungkinkan ikatan molekul. Itu lebih kuat dari gravitasi dan memiliki dua indera (tarik-menolak).
  • Kekuatan nuklir yang kuat. Ini adalah kekuatan yang mempertahankan inti dari atom stabil, tetap bersamaneutron kamuproton. Ini lebih intens daripada elektromagnetik, tetapi jangkauannya jauh lebih sedikit.
  • Kekuatan nuklir yang lemah. Ini adalah gaya yang bertanggung jawab atas peluruhan radioaktif, yang mampu melakukan perubahan materi subatomik, dengan cakupan yang bahkan lebih kecil daripada gaya nuklir kuat.

Unit paksa

Berdasarkan sistem internasional, gaya diukur dalam satuan yang disebut Newton (N), untuk menghormati fisikawan besar Inggris. Satuan ini sesuai dengan 100.000 dyne dan dipahami sebagai jumlah gaya yang diterapkan selama satu detik untuk a massa kilogram, sehingga memperoleh kecepatan satu meter per detik. Yaitu, bahwa:

1 N = (1kg x 1m) / 1 s2

Ada unit lain untuk sistem metrik lain, yang setara, dalam Newton, untuk:

  • 1 kilogram-force atau kilopond sama dengan 9,81 N
  • 1 pound-force sama dengan 4.448222 N

Bagaimana kekuatan diukur?

Saat ini ada berbagai model dinamometer, bahkan dengan tampilan digital.

Dinamometer adalah perangkat yang ideal untuk pengukuran gaya. Ini juga digunakan untuk menghitung berat dari objek. Itu ditemukan oleh Isaac Newton sendiri, menggunakan peregangan pegas dan Hukum elastisitas Hooke, dengan cara yang mirip dengan skala pegas.

Dinamometer versi modern mengikuti prinsip yang sama dan memiliki kait atau cincin di ujung badan silindernya, di dalamnya terdapat pegas atau spiral yang berfungsi sebagai pegas. Di salah satu ujungnya pengukuran paksa (dalam beberapa kasus bahkan mungkin muncul pada tampilan digital).

Contoh kekuatan

Selalu ada contoh kekuatan di sekitar kita. Dengan mengerahkan kekuatan otot kita pada suatu benda untuk mengangkatnya, kita mengalahkan gaya gravitasi. Jika kita mendorong tubuh besar dengan bahu, seperti lemari es, kita tidak hanya harus mengatasi gravitasi, tetapi juga gaya gesekan yang melawan gerakan.

Hal yang sama terjadi ketika kita merekatkan magnet kulkas, karena gayamagnetis Itu menahannya di tempatnya, tetapi jika kita membawanya lebih dekat ke magnet lain melalui kutub yang sama, sebaliknya, kita akan melihat sedikit gaya tolak, yang merupakan karakter lain dari gaya magnet yang sama.

Gaya dan gerak

Gaya dan gerak sangat terlibat satu sama lain. Pertama, karena gaya adalah sesuatu yang mampu memulai, menghentikan, atau mengubah suatu gerakan.

Misalnya, ketika bola bisbol menabrak pemukul, gaya pemukul dicetak pada detik untuk membelokkan lintasannya (sama dengan gaya yang diberikan pelempar pada awalnya, karena bola biasanya diam) dan membuangnya ke lapangan.

Setiap kali ada kekuatan pada tubuh di dalamnya alamat pada perpindahan, akan ada usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut. Usaha yang diperlukan agar gerakan ini terjadi sama dengan energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan tubuh. Tergantung pada jenis gaya dan jenis gerakan, berbagai rumus matematika akan tersedia untuk menghitungnya.

Gaya gravitasi

Gravitasi dapat diatasi sesaat melalui kekuatan lain.

Gaya gravitasi adalah gaya tarik menarik yang diberikan massa pada materi di sekitarnya, dengan intensitas yang sebanding dengan massanya dan berbanding terbalik dengan jarak yang memisahkannya.

Sebenarnya,matahari itu menarik planet kita dari kejauhan, dengan kekuatan yang sama dengan yang menarik kita, yang tinggal di permukaannya. Gravitasi dapat diatasi sesaat, seperti yang kita lakukan saat melompat, tetapi pada akhirnya kita akan menyerah padanya. Segala sesuatu yang naik dengan bebas, harus turun.

Gaya antarmolekul

Merekalah yang menjagamolekul bersama-sama, membentuk struktur lebih kompleks dan massa yang lebih besar, tergantung langsung pada sifat atom terlibat. Itu sebabnya mereka juga dikenal sebagai ikatan antarmolekul atau ikatan atom. Kekuatan ini dapat terdiri dari dua jenis:Pasukan Van der Waals atau Jembatan Hidrogen.

!-- GDPR -->