Konsep dalam Definisi ABC

Evelyn Maitee Marina | Juni 2022
Insinyur Industri, MSc dalam Fisika, dan EdD

Di alam semesta, semua benda berada dalam interaksi konstan, dan sebagai akibatnya, ada gaya tak terhingga yang bertanggung jawab untuk dari semua fenomena fisika dan kimia yang pernah ada: kombinasi unsur-unsur adalah interaksi, dan di dalamnya dihasilkan gaya-gaya antarmolekul. Selain itu, pada tingkat makroskopik terdapat bukti adanya gaya sebagai akibat interaksi, misalnya untuk mengangkat tas kerja diperlukan gaya.

Agar Bulan mengorbit Bumi, Bumi harus mengerahkan gaya di atasnya, dan untuk Bumi dan planet-planet lain di Tata surya dapat mengorbit Matahari, pasti ada gaya yang memungkinkan ini pergerakan. Dari penjelasan di atas, dua jenis interaksi secara umum dapat dibedakan: melalui kontak dan jarak.

interaksi kontak

Mereka adalah mereka yang melibatkan kontak langsung antara tubuh. Beberapa contoh gaya kontak adalah:

Reaksi normal (n): adalah gaya yang dihasilkan ketika suatu benda bertumpu pada atau menyentuh suatu permukaan. Namanya karena fakta bahwa gaya ini selalu bekerja tegak lurus terhadap bidang kontak tangen dan diarahkan dari permukaan ke tubuh. Contoh gaya ini terjadi sepanjang waktu ketika seseorang berdiri di atas permukaan yang datar. horizontal, karena tanah memberikan gaya vertikal ke atas untuk menopang tubuh dan mencegahnya jatuh. tindakan berat.

Ketegangan (T): jenis gaya ini diberikan oleh benda fleksibel (bisa ditekuk) seperti tali, kabel, pegas atau rantai, dan lain-lain. Istilah tegangan disebabkan oleh fakta bahwa satu-satunya cara di mana elemen fleksibel seperti tali dapat bekerja gaya menarik, karena jika Anda mencoba mendorong dengan tali, itu akan menekuk dan tidak ada gaya yang diterapkan beberapa. Ketegangan diwakili sejajar dengan kabel dan selalu meninggalkan tubuh tempat ia bekerja.

Gaya gesekan (Ff): itu adalah kekuatan yang berasal dari kekasaran yang ada pada semua permukaan, yang menghasilkan resistensi terhadap gerakan relatif di antara mereka. Tidak peduli seberapa halus permukaan yang terlihat dengan mata telanjang, selalu ada, setidaknya pada tingkat mikroskopis, ketidakteraturan yang menyebabkan semacam cengkeraman yang melawan permukaan. slip antara dua permukaan dalam kontak, oleh karena itu, gaya gesekan diwakili bersinggungan dengan permukaan kontak dan berlawanan dengan gerakan (atau kecenderungan yang sama). Dua jenis gaya gesekan dibedakan: statis dan kinetika (²).

Gaya gesekan statis (F_fs): bertindak ketika tubuh dalam keadaan istirahat tetapi dengan kecenderungan untuk bergerak. Besarnya gaya ini sama dengan gaya (atau komponen gaya) yang menimbulkan kecenderungan untuk bergerak, dan mencapai nilai maksimumnya pada sesaat di mana gerakan yang akan datang terjadi, titik di mana gaya gesekan berbanding lurus dengan reaksi normal dari permukaan. konstanta dari proporsionalitas disebut koefisien gesekan statis (μ_s).

Di sisi lain, gaya gesekan kinetik (F_fk), diberikan ketika ada gerakan relatif antara permukaan. Gaya ini kira-kira konstan dan besarnya ditentukan dengan mengalikan koefisien gesekan kinetik (μ_k) untuk reaksi normal.

Koefisien gesekan adalah besaran tak berdimensi yang nilainya bergantung pada sifat permukaan yang bersentuhan. Nilainya antara nol dan satu (0 < < 1), dan secara eksperimental telah ditunjukkan bahwa koefisien gesekan statis lebih besar daripada koefisien kinetik (μ_s > μ_k).

interaksi jarak jauh

Jenis interaksi ini muncul tanpa memerlukan tubuh yang berinteraksi untuk melakukan kontak fisik satu sama lain. Untuk membenarkan fenomena ini, Fisika telah mengembangkan seluruh teori yang disebut "teori medan", menjadi bidang representasi dalam ruang dan waktu dari kuantitas fisik yang terkait dengan beberapa properti (adonan, muatan listrik, bahan magnet). Secara umum, tiga jenis interaksi jarak jauh dapat dibedakan:

Gaya gravitasi: itu adalah gaya daya tarik dihasilkan oleh interaksi pada jarak dua benda dengan massa, dan besarnya mematuhi Hukum Gravitasi Universal:

Di mana:

F: besarnya gaya tarik menarik antara massa
G: konstanta gravitasi universal (G 6.67x10^-11 N•m²/kg²)
m, M: massa benda
r: jarak pisah antar massa

Gaya listrik: gaya ini terjadi antara partikel atau benda yang bermuatan listrik, dan Itu bisa menarik atau menjijikkan, tergantung pada apakah tanda-tanda muatannya berbeda atau sama. masing-masing. Untuk muatan titik, besarnya gaya listrik dapat ditentukan dari Hukum Coulomb:

di mana:

F: besarnya gaya tarik menarik antara muatan
k: Konstanta Coulomb (k 9x10⁹ N m2/C²)
Apa₁ dan apa₂: nilai muatan titik
r: jarak pisah antar muatan

Gaya magnet: adalah hasil gaya elektromagnetik sebagai akibat dari muatan yang bergerak. Nilai gaya magnet dapat ditentukan dari Hukum Lorentz:

F =q∙v ×B

Di mana:

F: gaya magnet
q: beban bergerak
v: kecepatan pergerakan kargo
B: medan magnet

Penentuan kekuatan

Dalam mekanika klasik, Hukum Newton menawarkan penjelasan tentang interaksi antara benda dan penentuan gaya yang dihasilkan sebagai hasil dari interaksi tersebut. Secara khusus, Hukum Kedua Newton menyatakan bahwa percepatan yang dialami benda (a) berbanding lurus dengan massanya (m) dan berbanding terbalik dengan gaya yang diberikan (F):

F = m • a

Penting untuk dicatat bahwa gaya adalah besaran vektor, sehingga mereka memiliki besar, arah, dan indra. Besarnya ditentukan oleh ekspresi di atas, dan arah dan arahnya akan sama dengan percepatan. Satuan gaya dalam sistem internasional setara dengan kg m/s2, yaitu Newton (N).

1 N = 1 kg•m/s2