Wikipedia

Gaya (fisika): Perbedaan antara revisi

Jelajahi riwayat secara interaktif
← Revisi sebelumnya
Konten dihapus Konten ditambahkan
VisualTeks wiki
HsfBot (bicara | kontrib)
Bot
1.172.010 suntingan
k Bot: Perubahan kosmetika
NikolasKHF (bicara | kontrib)
635 suntingan
kTidak ada ringkasan suntingan
 
(51 revisi perantara oleh 32 pengguna tidak ditampilkan)
Baris 1:
{{kegunaanlain|Gaya}}{{Cleanup}}
{{Infobox Physical quantity
| bgcolor = green
| name = Gaya
| image = [[Berkas:Force examples.svg|250px]]
| caption =Gaya (bisa tarik atau tolak) timbul karena fenomena [[gravitasi]], [[magnet]] atau yang lain sehingga mengakibatkan [[percepatan]], a
| basequantities = 1 [[kilogram|kg]]·[[meter|m]]/[[sekon|s]]<sup>2</sup>
| unit = [[newton (satuan)|newton]]
Baris 11:
}}
{{Mekanika klasik|cTopic=dasar}}
'''Gaya''', di dalam ilmu [[fisika]], adalah interaksi apapunapa pun yang dapat menyebabkan sebuah benda ber[[massa|bermassa]] mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi geometris[[geometri]]s.<ref>{{cite web |url=http://eobglossary.gsfc.nasa.gov/Library/glossary.php3?mode=alpha&seg=f&segend=h |title=Glossary |work=Earth Observatory |accessdate=2008-04-09 |publisher=[[NASA]] |quote=Force: Any external agent that causes a change in the motion of a free body, or that causes stress in a fixed body. |archive-date=2008-04-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080411085905/http://eobglossary.gsfc.nasa.gov/Library/glossary.php3?mode=alpha&seg=f&segend=h |dead-url=yes }}</ref>. Dengan kata lain, sebuah gaya dapat menyebabkan sebuah objek dengan [[massa]] tertentu untukmengalami mengubahperubahan [[kecepatan]]nya. (termasukPerubahan untukkecepatan bergerakdapat terjadi dari [[Hukumkondisi Pertama Newton|keadaanbenda diam]]), ataumenjadi ber[[akselerasi]]bergerak, ataukondisi untukbenda ter[[deformasiyang (teknik)|deformasi]].mengalami Gayapertambahan memiliki [[Vektorkecepatan (spasialberakselerasi)#Panjang|besaran (magnitude)]] dan [[Arah (geometri)|arah]], sehinggamaupun merupakanmengalami kuantitasperlambatan [[vektor (geometri)|vektor]]. [[Satuan SI]] yang digunakan untuk mengukur gaya adalah [[Newton (satuan)|Newton]] (dilambangkan dengan N). Gaya sendiri dilambangkan dengan simbol '''F'''kecepatan.
 
Gaya memiliki [[Vektor (spasial)#Panjang|besaran]] dan [[Arah (geometri)|arah]] sehingga termasuk dalam besaran [[vektor (geometri)|vektor]]. Di dalam [[Sistem Satuan Internasional|satuan SI]], gaya dilambangkan dengan simbol huruf '''F''' dengan satuan pengukur gaya adalah [[Newton]] (disimbolkan dengan '''N'''). Khusus untuk gaya gesek, simbol gaya dilambangkan dengan '''F<sub>s</sub>''' atau '''F<sub>k</sub>''' tergantung kondisinya. Penggunaan F<sub>s</sub> untuk gaya gesek statis dan F<sub>k</sub> untuk gaya gesek kinetis.<ref>{{Cite book|title=Physics.|url=http://worldcat.org/oclc/1027159124|publisher=Pearson Australia Pty Ltd|date=2016|oclc=1027159124|first=Giancoli, Douglas|last=C.}}</ref>
[[Hukum kedua Newton]] menyatakan bahwa gaya resultan yang bekerja pada suatu benda sama dengan [[turunan waktu|laju]] pada saat [[momentum]]nya berubah terhadap waktu. Jika massa objek konstan, maka hukum ini menyatakan bahwa [[percepatan]] objek berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada objek dan arahnya juga searah dengan gaya tersebut, dinyatakan dengan▼
 
▲[[Hukum gerak Newton#Hukum kedua Newton|Hukum kedua Newton]] menyatakan bahwa gaya resultan yang bekerja pada suatu benda sama dengan [[turunan waktu|laju]] pada saat [[momentum]]nya berubah terhadap waktu. Jika massa objek konstan, maka hukum ini menyatakan bahwa [[percepatan]] objek berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada objek dan arahnya juga searah dengan gaya tersebut, dinyatakan dengan persamaan berikut:
:<math>\vec{F} = m \vec{a}</math>
 
dimana <math>\vec{F}</math> adalah gaya, <math> m </math> adalah massa, dan <math>\vec{a}</math> adalah percepatan.
Konsep yang berhubungan dengan gaya antara lain: [[gaya hambat]], yang mengurangi kecepatan benda, [[torsi]] yang menyebabkan [[percepatan angular|perubahan kecepatan rotasi]] benda. Pada objek yang diperpanjang, setiap bagian benda menerima gaya, distribusi gaya ke setiap bagian ini disebut [[regangan (mekanika)|regangan]]. [[Tekanan]] merupakan regangan sederhana. Regangan biasanya menyebabkan [[deformasi (teknik)|deformasi]] pada benda padat, atau aliran pada [[fluida|benda cair]].▼
 
Konsep yang berhubungan dengan gaya antara lain: [[gaya hambat]] yaitu gaya yang muncul untuk mengurangi kecepatan benda. Selain itu, terdapat pula [[torsi]] yang dapat menyebabkan [[percepatan angular|perubahan kecepatan rotasi]] benda.
 
▲Konsep yang berhubungan dengan gaya antara lain: [[gaya hambat]], yang mengurangi kecepatan benda, [[torsi]] yang menyebabkan [[percepatan angular|perubahan kecepatan rotasi]] benda. Pada objek yang diperpanjangmengalami pemanjangan, setiap bagian benda menerima gaya,. distribusiDistribusi gaya keterjadi di setiap bagian objek. Fenomena ini disebut [[regangan (mekanika)|regangan]]. [[Tekanan]] merupakan regangan sederhana. Regangan biasanya menyebabkan [[deformasi (teknik)|deformasi]] pada benda padat, ataumapupun aliran yang terjadi pada [[fluida|benda cair]].
 
<!--
Gaya bukanlah sesuatu yang pokok dalam ilmu fisika, meskipun ada kecenderungan untuk memperkenalkan ilmu fisika lewat konsep ini. Yang lebih pokok ialah momentum, [[energi]] dan [[tekanan]]. Sebenarnya, tak seorang pun dapat mengukur gaya secara langsung. Tetapi, kalau sesuatu mengatakan seseorang mengukur gaya, sedikit berpikir akan membuat seseorang menyadari bahwa apa yang diukur sebenarnya adalah tekanan (atau mungkin kemiringannya). "Gaya" yang Anda rasakan saat meraba [[kulit]] anda, misalnya, sebenarnya adalah [[sel]] [[syaraf]] tekanan Anda yang mendapat perubahan tekanan. Ukuran neraca pegas mengukur ketegangan pegas, yang sebenarnya adalah tekanannya, dll.
Dalam bahasa sehari-hari gaya dikaitkan dengan dorongan atau tarikan, mungkin dikerahkan oleh [[otot]]-otot kita.
Di fisika, kita memerlukan definisi yang lebih presisi. Kita mendefinisikan gaya di sini dalam hubungannya dengan percepatan yang dialami benda standar yang diberikan ketika ditempatkan di lingkungan sesuai.
Sebagai benda standar kita menggunakan (atau agaknya membayangkan bahwa kita menggunakannya!) silinder platinum yang disimpan di International Bureau of Weights and Measures dekat [[Paris]] dan disebut kilogram standar.
Di fisika, gaya adalah aksi atau agen yang menyebabkan benda bermassa bergerak dipercepat. Hal ini mungkin dialami sebagai angkatan, dorongan atau tarikan. Percepatan benda sebanding dengan penjumlahan vektor seluruh gaya yang beraksi padanya (dikenal sebagai gaya netto atau gaya resultan).
Dalam benda yang diperluas, gaya mungkin juga menyebabkan rotasi, deformasi atau kenaikan tekanan terhadap benda. Efek rotasi ditentukan oleh torka, sementara deformasi dan tekanan ditentukan oleh stres yang diciptakan oleh gaya.
Gaya netto secara matematis sama dengan laju perubahan momentum benda dimana gaya beraksi. Karena momentum adalah kuantitas vektor (memiliki besar dan arah), gaya adalah juga kuantitas vektor.
Konsep gaya telah membentuk bagian dari [[statika]] dan [[dinamika]] sejak [[zaman kuno]]. Kontribusi kuno terhadap statika berpuncak dalam pekerjaan [[Archimedes]] dipada abad ke tiga sebelum Masehi, yang masih membentuk bagian fisika modern.
Sebaliknya, dinamika [[Aristoteles]] disatukan kesalahpahaman intuisi peranan gaya yang akhirnya dikoreksi dalam abad ke 17, berpuncak dalam pekerjaan [[Sir Isaac Newton]].
Menurut perkembangan mekanika kuantum, sekarang dipahami bahwa partikel saling memengaruhi satu sama lain melalui interaksi fundamental, menjadikan gaya sebagai konsep yang berguna hanya pada konsep makroskopik.
Hanya empat interaksi fundamental yang dikenal: kuat, elektromagnetik, lemah (digabung menjadi satu interaksi elektrolemah pada tahun 1970-an), dan gravitasi (dalam urutan penurunan kuat interaksi).
-->
== Sejarah ==▼
Aristoteles dan pengikutnya meyakini bahwa keadaan alami objek di [[Bumi]] tak bergerak dan bahwasannya objek-objek tersebut cenderung ke arah keadaan tersebut jika dibiarkan begitu saja. Aristoteles membedakan antara kecenderungan bawaan objek-objek untuk menemukan “tempat alami” mereka (misal benda berat jatuh), yang menuju “gerak alami”, dan tak alami atau gerak terpaksa, yang memerlukan penerapan kontinyu gaya.▼
 
▲== Sejarah ==
Namun teori ini meskipun berdasarkan pengalaman sehari-hari bagaimana objek bergerak (misal [[kuda]] dan [[pedati]]), memiliki kesulitan perhitungan yang menjengkelkan untuk proyektil, semisal penerbangan panah.▼
▲[[Aristoteles]] dan pengikutnya meyakini bahwa keadaan alami objek di [[Bumi]] tak bergerak dan bahwasannya objek-objek tersebut cenderung ke arah keadaan tersebut jika dibiarkan begitu saja. Aristoteles membedakan antara kecenderungan bawaan objek-objek untuk menemukan “tempat alami” mereka (misal benda berat jatuh), yang menuju “gerak alami”, dan tak alami atau gerak terpaksa, yang memerlukan penerapan kontinyu gaya yang kontinu.
Beberapa teori telah dibahas selama berabad-abad, dan gagasan pertengahan akhir bahwa objek dalam gerak terpaksa membawa gaya dorong bawaan adalah pengaruh pekerjaan [[Galileo Galilei]].
 
▲Namun teori ini meskipun berdasarkan pengalaman sehari-hari bagaimana objek bergerak (misal [[kuda]] dan [[pedati]]), memiliki kesulitan perhitungan yang menjengkelkan untuk proyektil, semisal penerbanganbergeraknya sebuah panah dari busur. Beberapa teori telah dibahas selama berabad-abad, dan gagasan pertengahan akhir bahwa objek dalam gerak terpaksa membawa gaya dorong bawaan adalah pengaruh pekerjaan [[Galileo Galilei]].
Galileo melakukan eksperimen dimana batu dan peluru meriam keduanya digelindingkan pada suatu kecuraman untuk membuktikan kebalikan teori gerak Aristoteles pada awal abad 17.
 
Galileo melakukan eksperimen di mana batu dan peluru meriam keduanya digelindingkan pada suatu kecuraman untuk membuktikan kebalikan teori gerak Aristoteles pada awal abad 17. Galileo menunjukkan bahwa benda dipercepat oleh gravitasi yang mana tak gayut/bergantung massanya dan berargumentasi bahwa objek mempertahankan kecepatan mereka jika tidak dipengaruhi oleh gaya -, biasanya gesekan.
 
[[Isaac Newton]] dikenal sebagai pembantah secara tegas untuk pertama kalinya, bahwa secara umum, gaya konstan menyebabkan laju perubahan konstan (turunan waktu) dari momentum. Secara esensi, ia memberi definisi matematika pertama kali dan hanya definisi matematika dari kuantitas gaya itu sendiri. Gaya sebagai turunan waktu terhadap momentum (<math>\vec{F} = dp/dt</math>).
 
Secara esensi, ia memberi definisi matematika pertama kali dan hanya definisi matematika dari kuantitas gaya itu sendiri - sebagai turunan waktu momentum: F = dp/dt.
Pada tahun [[1784]] [[Charles Coulomb]] menemukan hukum kuadrat terbalik interaksi antara muatan listrik menggunakan keseimbangan torsional, yang mana adalah gaya fundamental kedua.
 
[[Gaya nuklir kuat]] dan [[gaya nuklir lemah]] ditemukan pada abad ke 20. Dengan pengembangan [[teori medan kuantum]] dan [[relativitas umum]], disadari bahwa “gaya” adalah konsep berlebihan yang muncul dari kekekalan momentum (momentum 4 dalam relativitas dan momentum partikel virtual dalam elektrodinamika kuantum). Dengan demikian sekarang ini dikenal gaya fundamental adalah lebih akurat disebut “interaksi fundamental”.▼
Gaya nuklir kuat dan gaya nuklir lemah ditemukan pada abad ke 20.
▲Dengan pengembangan teori medan kuantum dan relativitas umum, disadari bahwa “gaya” adalah konsep berlebihan yang muncul dari kekekalan momentum (momentum 4 dalam relativitas dan momentum partikel virtual dalam elektrodinamika kuantum).
 
Dengan demikian sekarang ini dikenal gaya fundamental adalah lebih akurat disebut “interaksi fundamental”.
 
== Jenis-jenis Gaya ==
MeskipunEmpat terdapatGaya denganFundamental jelas banyak tipeadalah gaya dinuklir alam semestakuat, merekagaya seluruhnyanuklir berbasislemah, padagaya '''Empatelektromagnetik, Gayadan Fundamental'''gaya gravitasi. '''[[Gaya nuklir kuat]] '''dan''' [[gaya nuklir lemah''']] hanya dapat beraksi pada jarak yang sangat pendek dan bertanggung jawab untuk "mengikat" nukleon tertentu dan menyusun nuklirnukleus. '''[[Gaya elektromagnetik''']] dapat beraksi antara muatan listrik. danSedangkan '''[[gaya gravitasi''']] beraksiberinteraksi antara dua objek yang memiliki massa.
 
[[Prinsip perkecualianpengecualian Pauli]] bertanggung jawab untuk mengetahuai kecenderungan atom untuk tak "bertumpang tindih" satu sama lain, dan adalah jadinya bertanggung jawab untuk "kekakuan" materi, namun hal ini juga bergantung pada gaya elektromagnetik yang mengikat isi-isi setiap atom.
 
Seluruh gaya yang lain berbasiskan pada keempat gaya inifundamental. Sebagai contoh, gaya gesekan adalah perwujudan dari gaya elektromagnetik yang beraksi antara atom-atom dua permukaan, dan prinsip perkecualianpengecualian Pauli, yang tidak memperkenankan atom-atom untuk menerobos satu sama lain. Gaya-gaya dalam pegas dimodelkan oleh [[hukum Hooke]] adalah juga hasil gaya elektromagnetik dan prinsip perkecualian Pauli yang beraksi bersama-sama untuk mengembalikan objek ke posisi keseimbangan. [[Gaya sentrifugal]] adalah gaya percepatan yang muncul secara sederhana dari percepatan rotasi kerangka acuan.
 
Pandangan [[mekanika kuantum]] modern dari tiga gaya fundamental pertama (seluruhnya kecuali gravitasi) adalah bahwa partikel materi ([[fermion]]) tidak secara langsung berinteraksi dengan satu sama lain namun agaknya denganmelakukan mempertukarkan partikel virtual ([[Boson Higgs|boson]]). Hasil pertukaran ini adalah apa yang kita sebut interaksi elektromagnetik ([[Hukum Coulomb|gaya Coulomb]] adalah satu contoh interaksi elektromagnetik).▼
Gaya-gaya dalam pegas dimodelkan oleh hukum Hooke adalah juga hasil gaya elektromagnetik dan prinsip perkecualian Pauli yang beraksi bersama-sama untuk mengembalikan objek ke posisi keseimbangan. Gaya sentrifugal adalah gaya percepatan yang muncul secara sederhana dari percepatan rotasi kerangka acuan.
 
Dalam relativitas umum, gravitasi tidaklah dipandang sebagai gaya. Melainkan, objek yang bergerak secara bebas dalam medan gravitasi secara sederhana mengalami gerak inersia sepanjang garis lurus dalam ruang-waktu melengkung -– didefinisikan sebagai lintasan ruang-waktu terpendek antara dua titik ruang-waktu. Garis lurus ini dalam ruang-waktu dipandang sebagai garis lengkung dalam ruang, dan disebut lintasan balistik objek. Sebagai contoh, bola basket yang dilempar dari landasan bergerak dalam bentuk parabola sebagaimana ia dalam medan gravitasi serba sama.▼
▲Pandangan mekanika kuantum modern dari tiga gaya fundamental pertama (seluruhnya kecuali gravitasi) adalah bahwa partikel materi (fermion) tidak secara langsung berinteraksi dengan satu sama lain namun agaknya dengan mempertukarkan partikel virtual (boson). Hasil pertukaran ini adalah apa yang kita sebut interaksi elektromagnetik (gaya Coulomb adalah satu contoh interaksi elektromagnetik).
 
▲Dalam relativitas umum, gravitasi tidaklah dipandang sebagai gaya. Melainkan, objek yang bergerak secara bebas dalam medan gravitasi secara sederhana mengalami gerak inersia sepanjang garis lurus dalam ruang-waktu melengkung - didefinisikan sebagai lintasan ruang-waktu terpendek antara dua titik ruang-waktu. Garis lurus ini dalam ruang-waktu dipandang sebagai garis lengkung dalam ruang, dan disebut lintasan balistik objek. Sebagai contoh, bola basket yang dilempar dari landasan bergerak dalam bentuk parabola sebagaimana ia dalam medan gravitasi serba sama.
 
Lintasan ruang-waktunya (ketika dimensi ekstra ct ditambahkan) adalah hampir garis lurus, sedikit melengkung (dengan jari-jari kelengkungan berorde sedikit tahun cahaya). Turunan waktu perubahan momentum dari benda adalah apa yang kita labeli sebagai "gaya gravitasi".
<!--
 
Contoh:
* Objek berat dalam keadaan jatuh bebas. Perubahan momentumnya sebagaimana
Baris 80 ⟶ 78:
* Objek berat suspended pada timbangan. Karena objek tidak bergerak (sehingga turunan waktu dari momentumnya adalah nol) maka selama percepatan jatuh bebas g ia harus mengalami percepatan yang diarahkan sama dan berlawanan a = -g dikarenakan aksi pegas.
* Percepatan ini dikalikan dengan massa objek adalah apa yang kita labeli sebagai "gaya reaksi pegas" yang mana secara nyata sama dan berlawanan dengan berat objek mg.
* Mengetahui massa (katakanlah, 1 &nbsp;kg) dan percepatan jatuh bebas (katakanlah, 9,8 meter/detik2) kita dapat menentukan timbangan dengan tanda "9,8 N". Pasang beragam massa (2 &nbsp;kg, 3 &nbsp;kg, ...…) kita dapat mengkalibrasi timbangan dan kemudian menggunakan skala tertentu ini untuk mengukur banyak gaya yang lain (gesek, gaya reaksi, gaya listrik, gaya magnetik, dst).-->
 
=== Gaya konservatif ===
[[Gaya konservatif]] adalah salah satu gaya yang hanya melakukan usaha berdasarkan kepada perubahan posisi yang dialami oleh objek. Besarnya nilai gaya konservatif tidak dipengaruhi oleh lintasan. Gaya konservatif yang paling umum ialah gaya pegas dan gaya gravitasi. [[Asas kekekalan energi mekanik]] berlaku pada gaya konservatif yang tidak disertai dengan gaya lainnya.<ref name=":3">{{Cite book|last=Asraf, A., dan Kurniawan, B.|date=2021|url=https://www.google.co.id/books/edition/Fisika_Dasar_untuk_Sains_dan_Teknik_Jili/n-UhEAAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=mekanika+Newton&printsec=frontcover|title=Fisika Dasar untuk Sains dan Teknik: Jilid 1 Mekanika|location=Jakarta|publisher=Bumi Aksara|isbn=978-602-444-954-4|pages=231|url-status=live|access-date=2021-09-06|archive-date=2023-07-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20230729155322/https://www.google.co.id/books/edition/Fisika_Dasar_untuk_Sains_dan_Teknik_Jili/n-UhEAAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=mekanika+Newton&printsec=frontcover|dead-url=no}}</ref>
 
== Definisi Kuantitatif ==
Kita memiliki pemahaman intuitif ide gaya, karena gaya dapat secara langsung dirasakan sebagai dorongan atau tarikan. Sebagaimana dengan konsep fisika yang lain (misal temperatur[[suhu]]), ide intuitif dikuantifikasi menggunakan definisi operasional yang konsisten dengan persepsi langsung, namun lebih presisi.
 
Secara historis, gaya pertama kali secara kuantitatif diselidiki dalam keadaan keseimbangan statis dimanadi mana beberapa gaya membatalkan satu sama lain. Eksperimen demikian membuktikan sifat-sifat yang rumit bahwa gaya adalah kuantitas vektor aditif: mereka memiliki besar dan arah. Sehingga, ketika dua gaya berkasi pada suatu objek, gaya hasil, resultan, adalah penjumlahan vektor gaya asal. Hal ini disebut prinsip superposisi. Besar resultanteresultan bervariasi dari perbedaan besar dua gaya terhadap penjumlahan mereka, gayut sudut antara garis-garis aksi mereka.
 
Sebagaimana dengan seluruh penambahan vektor hasil-hasil ini dalam aturan jajaran genjang: penambahan dua vektor yang diwakili oleh sisi-sisi jajaran genjang, memberi vektor resultan ekivalenekuivalen yang sama dalam besar dan arah terhadap transversal jajaran genjang.
 
Sebagaimana dapat ditambahkan, gaya juga dapat diuraikan (atau dipecah). Sebagai contoh, gaya horisontalhorizontal menunjuk timur laut dapat dipecah menjadi dua gaya, satu menunjuk ke utara dan satu menunjuk timur. Jumlahkan komponen-komponen gaya ini menggunakan penambahan vektor menghasilkan gaya asal. Vektor-vektor gaya dapat juga menjadi tiga dimensi, dengan komponen ketiga (vertikal) pada penjuru sudut terhadap dua komponen horisontalhorizontal.
 
Kasus paling sederhana dari keseimbangan statis adalah ketika dua gaya adalah sama dalam besar namun berlawanan arah. Ini menyisakan cara yang paling biasa dari pengukuran gaya, menggunakan peralatan sederhana semisal timbangan berat dan neraca pegas. Menggunakan peralatan demikian, beberapa hukum gaya kuantitatif ditemukan: gaya gravitasi sebanding dengan volume objek yang terdiri dari material (secara luas dimanfaatkan saat ini untuk mendefinisikan standar berat); [[prinsip Archimedes]] untuk [[gaya apung]]; analisis Archimedes dari pengungkit; [[hukum Boyle]] untuk tekanan gas; dan [[hukum Hooke]] untuk pegas: seluruhnya diformulasikan dan secara eksperimental dibuktikan sebelum [[Isaac Newton]] menguraikan secara rinci tiga hukum geraknya.
 
Gaya kadang-kadang didefinisikan menggunakan hukum kedua Newton, sebagai perkalian massa m kali percepatan atau lebih umum, sebagai laju perubahan momentum. Pendekatan ini diabaikan oleh sejumlah besar buku teks.
Baris 100 ⟶ 101:
 
== Relativitas Khusus ==
Dalam [[teori relativitas khusus]], massa dan [[energi]] adalah ekivalenekuivalen (sebagaimana dapat dilihat dengan menghitung kerja yang diperlukan untuk mempercepat benda). Ketika kecepatan suatu objek meningkat, maka energinya dan inersianya juga akan meningkat. Maka gaya yang diperlukan untuk mempercepat benda tersebut lebih besar dengan massa yang sama dibandingkan ketika benda bergerak pada kecepatan yang lebih rendah. Hukum Kedua Newton
:<math>\vec{F} = \mathrm{d}\vec{p}/\mathrm{d}t</math>
 
tetap berlaku karena merupakan definisi matematika.<ref name="Cutnell">{{harvnb|Cutnell|Johnson|2003}}</ref>{{rp|855&ndash;876855–876}} Namun, momentum relativistik harus dinyatakan ulang sebagai:
:<math> \vec{p} = \frac{m_0\vec{v}}{\sqrt{1 - v^2/c^2}}</math>
 
Baris 121 ⟶ 122:
|work=The Relativistic Raytracer
|url=http://www.anu.edu.au/Physics/Searle/Obsolete/Seminar.html
|accessdate=2008-01-04}}</ref>
|archive-date=2014-02-03
|archive-url=https://web.archive.org/web/20140203020713/http://www.anu.edu.au/physics/Searle/Obsolete/Seminar.html
|dead-url=no
}}</ref>
 
== Gaya non-fundamental ==
Baris 128 ⟶ 133:
=== Gaya normal ===
[[Berkas:Incline.svg|ka|jmpl|''F<sub>N</sub>'' adalah [[gaya normal]] yang bekerja pada objek.]]
{{mainMain|Gaya normal}}
Gaya normal ditimbulkan oleh gaya repulsif dari interaksi antara atom-atom pada jarak dekat.
 
=== Friksi ===
{{mainMain|Friksi}}
Friksi adalah gaya permukaan yang melawan gerak relatif. Gaya friksi berhubungan langsung dengan gaya normal yang menjaga dua benda solid terpisah pada titik kontak. Ada 2 macam gaya friksi: [[friksi statis]] dan [[friksi kinetis]].
 
Baris 144 ⟶ 149:
 
=== Gaya elastis ===
{{mainMain|Elastisitas (fisika)|Hukum Hooke}}
[[Berkas:Spring-mass2.svg|jmpl|''F<sub>k</sub>'' adalah gaya yang muncul akibat muatan pada pegas|class=mw-halign-upright]]
Gaya elastis bekerja untuk mengembalikan [[pegas]] ke ukuran aslinya. Sebuah [[pegas ideal]] diasumsikan tidak bermassa, tidak mempunyai friksi, tidak dapat rusak, dan dapat diperpanjang tak terbatas. Pegas akan menghasilkan gaya yang akan menarik jika diperpanjang sesuai dengan perpanjangannya dari posisi awalnya.<ref>{{cite web |last=Nave |first=Carl Rod |title=Elasticity |work=HyperPhysics |publisher=University of Guelph |url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/permot2.html |accessdate=2013-10-28 |archive-date=2023-06-01 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230601190148/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/permot2.html |dead-url=no }}</ref> Hubungan linear ini dicetuskan oleh [[Robert Hooke]] tahun 1676, sehingga dinamakan [[Hukum Hooke]]. Jika <math>\Delta x</math> adalah besar perpanjangan, maka gaya yang dihasilkan pegas ideal sama dengan:
:<math>\vec{F}=-k \Delta \vec{x}</math>
 
Baris 158 ⟶ 163:
 
=== Gaya konservatif ===
{{mainMain|Gaya konservatif}}
Gaya konservatif yang beraksi pada sebuah [[sistem tertutup]] memiliki kerja mekanis terkait yang memperbolehkan energi untuk berubah hanya dalam bentuk [[energi kinetik|kinetik]] atau [[energi potensial]]. Hal ini berarti bahwa untuk sistem tertutup, [[energi mekanik]] bersih tersimpan kapan pun gaya konservatif bekerja pada sistem.
 
Baris 168 ⟶ 173:
|date=2007-08-25
|url=http://cnx.org/content/m14104/latest/
|accessdate=2008-01-04
|accessdate=2008-01-04}}</ref> dan dapat dianggap sebagai artifak dari medan potensial dalam cara yang sama bahwa arah dan jumlah aliran air dapat ditinjau sebagai artifak pemetaan kontur (contour map) dari ketinggian suatu area.▼
|archive-date=2012-11-16
|archive-url=https://web.archive.org/web/20121116231254/http://cnx.org/content/m14104/latest/
|dead-url=no
▲|accessdate=2008-01-04}}</ref> dan dapat dianggap sebagai artifak dari medan potensial dalam cara yang sama bahwa arah dan jumlah aliran air dapat ditinjau sebagai artifak pemetaan kontur (contour map) dari ketinggian suatu area.
 
Gaya konservatif meliputi [[gravitasi]], [[gaya elektromagnetik]], dan [[Hukum Hooke|gaya pegas]]. Tiap-tiap gaya ini memiliki model yang tergantung pada posisi yang seringkalisering kali dituliskan sebagai vektor radial <math>\scriptstyle \vec{r}</math> dari potensial simetri berbentuk bola.<ref>{{cite web
|last=Davis
|first=Doug
Baris 176 ⟶ 185:
|work=General physics
|url=http://www.ux1.eiu.edu/~cfadd/1350/08PotEng/ConsF.html
|accessdate=2008-01-04}}</ref> Contoh dari gaya konservatif:
|archive-date=2023-06-01
|archive-url=https://web.archive.org/web/20230601012229/https://www.ux1.eiu.edu/~cfadd/1350/08PotEng/ConsF.html
|dead-url=no
}}</ref> Contoh dari gaya konservatif:
 
Untuk [[gravitasi]]:
Baris 186 ⟶ 199:
:<math>\vec{F} = \frac{q_{1} q_{2} \vec{r}}{4 \pi \epsilon_{0} r^3}</math>
 
dengan <math>\epsilon_{0}</math> adalah [[permisivitas|permisivitas]] listrik di ruang hampa]], dan <math>q_n</math> adalah [[muatan listrik]] objek ''n''.
 
Untuk gaya pegas:
Baris 196 ⟶ 209:
Untuk skenario fisis tertentu, adalah tak mungkin untuk memodelkan gaya sebagaimana dikarenakan gradien potensial.
 
Hal ini seringkalisering kali dikarenakan tinjauan makrofisis yang mana menghasilkan gaya sebagai kemunculan dari rata-rata statistik makroskopik dari keadaan mikro.
 
Sebagai contoh, friksi disebabkan oleh gradien banyak potensial elektrostatik antara atom-atom, namun mewujud sebagai model gaya yang tak gayut sembarang vektor posisi skala makro.
Baris 202 ⟶ 215:
Gaya non konservatif selain friksi meliputi gaya kontak yang lain, tegangan, tekanan, dan seretan (drag). Akan tetapi, untuk sembarang deskripsi detail yang cukup, seluruh gaya ini adalah hasil gaya konservatif karena tiap-tiap gaya makroskopis ini adalah hasil netto gradien potensial mikroskopis.
 
Hubungan antara gaya non konservatif makroskopis dan gaya konservatif mikroskopis dideskripsikan oleh perlakuan detail dengan mekanika statistik. Dalam sistem tertutup makroskopis, gaya non konservatif beraksi untuk mengubah energi internal sistem dan seringkalisering kali dikaitkan dengan transfer panas.
 
Menurut Hukum Kedua Termodinamika, gaya non konservatif hasil yang diperlukan dalam transformasi energi dalam sistem tertutup dari kondisi terurut menuju kondisi lebih acak sebagaimana entropi meningkat.
 
== Satuan Ukuran ==
Satuan [[Sistem Satuan Internasional|SI]] yang digunakan untuk mengukur gaya adalah [[Newton (satuan)|newton]] (simbol N), yang mana sama dengan gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan benda bermassa 1 kilogram dengan percepatan 1 meter per sekon kuadrat atau kg·m·s<sup>−2</sup>.<ref name="metric_units">{{cite book|first=Cornelius|last=Wandmacher|first2=Arnold|last2=Johnson|title=Metric Units in Engineering|url=https://archive.org/details/metricunitsineng0000wand|page=[https://archive.org/details/metricunitsineng0000wand/page/15 15]|year=1995|publisher=ASCE Publications|isbn=0-7844-0070-9}}</ref>. Satuan [[Sistem satuan CGS|CGS]] lebih awal adalah [[dyne]], gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan benda bermassa 1 gram dengan percepatan 1 &nbsp;cm per sekon kuadrat (g·cm·s<sup>−2</sup>). Satu newton sama dengan 100.000 dyne.
 
[[Satuan inggris]] dari gaya adalah [[pound-force]] (lbf).
 
== Penerapan teoretis ==
 
=== Mekanika klasik ===
Gaya merupakan salah satu konsep utama di dalam mekanika, khususnya pada mekanika klasik. Pemanfaatan konsep gaya di dalam mekanika klasik ialah untuk memberikan pemahaman mengenai gaya gerak pada benda. Analisis mekanika melalui konsep gaya dilakukan dengan menggunakan hukum gerak Newton yang dirumuskan secara [[matematika]]. Dalam perhitungan mekanika, gaya umumnya dikaitkan dengan konsep [[momentum]] dan [[energi]]. Konsep gaya digunakan dalam mekanika baik pada benda yang diam atau benda yeng bergerak dengan kondisi pergerakan yang berubah-ubah pula.<ref>{{Cite book|last=Masruroh, Saroja, G., dan Sakti, S.P.|date=2017|url=https://www.google.co.id/books/edition/Mekanika_I/-Z1ODwAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=mekanika&printsec=frontcover|title=Mekanika|location=Malang|publisher=Universitas Brawijaya Press|isbn=978-602-432-085-0|pages=2|url-status=live|access-date=2021-09-04|archive-date=2023-07-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20230729155322/https://www.google.co.id/books/edition/Mekanika_I/-Z1ODwAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=mekanika&printsec=frontcover|dead-url=no}}</ref>
 
== Referensi ==
{{reflist}}
 
== Bacaan lebih lanjut ==
* {{cite book |last= Abdullah|first= Mikrajuddin|authorlink= |coauthors= |title=Sains Fisika SMP Untuk Kelas VII|year= 2004|publisher= Esis/Erlangga|location= Jakarta|id = ISBN 979-734-139-9 }} {{id icon}}
 
== Pranala luar ==
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-sentuh-dan-gaya-tak-sentuh.html Gaya sentuh dan gaya tak sentuh] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130109220629/http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-sentuh-dan-gaya-tak-sentuh.html |date=2013-01-09 }}
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/rumus-gaya-gesek.html Rumus Gaya gesek] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130119025644/http://www.file-edu.com/2011/11/rumus-gaya-gesek.html |date=2013-01-19 }}
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-gesek-dan-percepatan.html Percepatan gaya gesek] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130119022320/http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-gesek-dan-percepatan.html |date=2013-01-19 }}
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-berat.html Gaya berat] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130122062557/http://www.file-edu.com/2011/11/gaya-berat.html |date=2013-01-22 }}
* {{id}} [http://www.file-edu.com/2011/11/resultan-gaya.html Resultan gaya] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130122062623/http://www.file-edu.com/2011/11/resultan-gaya.html |date=2013-01-22 }}
 
{{Authority control}}
 
[[Kategori:Fisika]]
[[Kategori:Mekanika klasik]]
[[Kategori:Konsep fisikadalam dasarfisika]]
[[Kategori:Gaya]]
Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/wiki/Gaya_(fisika)"