Gaya (fisika): Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Type 14 Za (bicara | kontrib) kTidak ada ringkasan suntingan |
k Bot: Mengganti kategori yang dialihkan Konsep fisika dasar menjadi Konsep dalam fisika |
||
(2 revisi perantara oleh 2 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 11:
}}
{{Mekanika klasik|cTopic=dasar}}
'''Gaya''' dalam ilmu [[fisika]] adalah interaksi apa pun yang dapat menyebabkan sebuah benda [[massa|bermassa]] mengalami perubahan gerak, baik dalam bentuk arah, maupun konstruksi [[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 mengalami perubahan [[kecepatan]]. Perubahan kecepatan dapat terjadi dari kondisi benda diam menjadi bergerak, kondisi benda yang mengalami pertambahan kecepatan (berakselerasi), maupun
Gaya memiliki [[Vektor (spasial)#Panjang|besaran (''magnitud''e)]] 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 Fs atau Fk tergantung kondisinya. Penggunaan Fs untuk gaya statis dan Fk untuk gaya 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 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, 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>
Baris 43:
Namun teori ini meskipun berdasarkan pengalaman sehari-hari bagaimana objek bergerak (misal [[kuda]] dan [[pedati]]), memiliki kesulitan perhitungan yang menjengkelkan untuk proyektil, semisal bergeraknya 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
[[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 (<chem>\vec{F} = dp/dt</chem>).
Baris 81:
=== 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), 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
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
Sebagaimana dapat ditambahkan, gaya juga dapat diuraikan (atau dipecah). Sebagai contoh, gaya
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 101:
== Relativitas Khusus ==
Dalam [[teori relativitas khusus]], massa dan [[energi]] adalah
:<math>\vec{F} = \mathrm{d}\vec{p}/\mathrm{d}t</math>
Baris 122:
|work=The Relativistic Raytracer
|url=http://www.anu.edu.au/Physics/Searle/Obsolete/Seminar.html
|accessdate=2008-01-04
|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 147 ⟶ 151:
{{Main|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 169 ⟶ 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
▲
Gaya konservatif meliputi [[gravitasi]], [[gaya elektromagnetik]], dan [[Hukum Hooke|gaya pegas]]. Tiap-tiap gaya ini memiliki model yang tergantung pada posisi yang sering kali dituliskan sebagai vektor radial <math>\scriptstyle \vec{r}</math> dari potensial simetri berbentuk bola.<ref>{{cite web
Baris 177 ⟶ 185:
|work=General physics
|url=http://www.ux1.eiu.edu/~cfadd/1350/08PotEng/ConsF.html
|accessdate=2008-01-04
|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 208 ⟶ 220:
== Satuan Ukuran ==
Satuan [[Sistem Satuan Internasional|SI]] yang digunakan untuk mengukur gaya adalah [[
[[Satuan inggris]] dari gaya adalah [[pound-force]] (lbf).
Baris 215 ⟶ 227:
=== 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 ==
Baris 234 ⟶ 246:
[[Kategori:Fisika]]
[[Kategori:Mekanika klasik]]
[[Kategori:Konsep
[[Kategori:Gaya]]
|