Isi
Yang pertama dari Sir Isaac Newtons Three Laws of Motion, yang membentuk dasar mekanika klasik, menyatakan bahwa suatu objek yang diam atau dalam keadaan gerak yang seragam akan tetap seperti itu tanpa adanya kekuatan eksternal. Dengan kata lain, gaya adalah gaya yang menyebabkan perubahan kecepatan, atau akselerasi. Jumlah percepatan yang dihasilkan pada suatu benda oleh gaya yang diberikan ditentukan oleh massa benda tersebut.
Gaya dan Kecepatan adalah Arah
Ketika fisikawan berbicara tentang kecepatan benda, mereka berbicara tidak hanya tentang kecepatan benda tetapi juga tentang arah pergerakannya. Demikian pula, gaya memiliki komponen terarah dan juga kuantitatif - gaya yang secara langsung menentang kecepatan objek memiliki efek yang berbeda pada objek daripada gaya yang bekerja pada sudut kanan terhadap gerakannya. Dalam istilah matematika, gaya, kecepatan dan percepatan - yang merupakan laju perubahan kecepatan yang dihasilkan oleh gaya - adalah kuantitas "vektor", yang merupakan istilah yang menyiratkan komponen terarahnya.
Pasukan Bertindak di Pesawat
Cara termudah untuk memahami bagaimana suatu gaya mengubah kecepatan suatu objek adalah dengan membayangkan gaya yang bekerja dalam arah yang sama dengan kecepatan. Sebagai contoh, mesin jet pada pesawat terbang memberikan kekuatan yang bertindak sesuai arah gerakan pesawat terbang, memberikan akselerasi positif dan membuatnya melaju lebih cepat. Gesekan udara, di sisi lain, secara langsung menentang gerakan pesawat dan memperlambatnya; jika mesin berhenti bekerja, pesawat akan jatuh dari langit. Tetapi ketika kekuatan mesin dan tekanan udara ke atas pada sayap yang dirancang secara aerodinamis menyeimbangkan kekuatan gesekan dan kekuatan perlambatan lainnya, termasuk gravitasi, pesawat terbang dengan kecepatan konstan menuju tujuannya.
Gaya Gravitasi
Daya tarik gravitasi yang diberikan matahari di Bumi adalah contoh gaya dengan komponen arah yang penting. Karena gaya gravitasi bekerja pada sudut yang tepat terhadap gerakan Bumi, ia tidak mengubah kecepatan perjalanan planet ini, tetapi ia terus-menerus mengubah arahnya. Akibatnya, Bumi bergerak dalam orbit yang hampir bundar. Kecepatan Bumi mungkin relatif konstan, tetapi kecepatannya selalu berubah akibat gaya gravitasi yang selalu menariknya ke arah matahari. Gaya gravitasi yang sama menjaga satelit di orbit di sekitar Bumi.
Diagram Tubuh Bebas
Hubungan matematis antara gaya (F) yang diberikan pada objek dan akselerasi (a) adalah F = m • a, di mana "m" adalah massa objek. Unit untuk kekuatan dalam sistem metrik adalah newton, yang dinamai menurut Isaac Newton, ahli fisika Inggris yang merumuskan hubungan. Di dunia nyata, biasanya ada beberapa kekuatan yang bekerja pada tubuh, masing-masing dengan komponen terarah. Kekuatan-kekuatan ini mungkin bersifat mekanis, gravitasi, listrik atau magnet. Untuk memprediksi gerakan objek, sering berguna untuk menggambar diagram benda bebas, yang merupakan representasi grafis dari kekuatan-kekuatan ini yang menggambarkan besarnya dan arah masing-masing.