Isi

• Langkah

Gaya yang dihasilkan adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda dengan mempertimbangkan besaran dan arahnya. Sebuah benda dengan gaya total sama dengan nol sedang diam. Gaya yang tidak seimbang, atau gaya yang dihasilkan dari intensitas yang lebih besar atau lebih kecil dari nol, menghasilkan percepatan benda. Setelah menghitung atau mengukur besarnya suatu gaya, mencari gaya yang dihasilkan cukup sederhana. Untuk memfasilitasi proses, susun diagram sederhana dan identifikasi semua gaya dan arahnya yang tepat.

Langkah

Bagian 1 dari 2: Mengidentifikasi gaya yang dihasilkan

1. 

   Gambarlah diagram benda-bebas. Diagram benda-bebas adalah garis besar suatu benda yang menggambarkan semua gaya yang bekerja padanya, serta arahnya. Pahami masalahnya dan gambar sketsa sederhana dari objek yang dimaksud bersama dengan panah yang mewakili gaya yang bekerja padanya.
   • Contoh: hitung gaya yang dihasilkan dari suatu benda seberat 20 N pada meja yang didorong ke kanan dengan gaya 5 N, tetapi terhenti karena gaya gesek 5 N.

2. 

   
   
   Tentukan arah positif dan negatif dari gaya. Defaultnya adalah menggunakan panah atas atau kanan untuk mewakili kekuatan positif dan panah bawah atau kiri untuk mewakili kekuatan negatif. Ingatlah bahwa dimungkinkan untuk memiliki banyak gaya yang bekerja ke arah yang sama. Kekuatan lawan akan memiliki tanda yang berbeda (positif dan negatif).
   • Jika Anda mengerjakan diagram dengan banyak gaya, ingatlah untuk menjaga arah tetap konsisten.
   • Tandai besar setiap gaya dengan tanda "+" atau "-" berdasarkan arah panah yang digambar pada diagram.
   • Contoh: gaya gravitasi adalah gaya ke bawah, jadi bertanda negatif. Kekuatan normal ke atas, jadi positif. Gaya penggerak berbelok ke kanan (positif), sedangkan gaya gesek bekerja ke arah yang berlawanan, yaitu ke kiri (negatif).

3. 

   
   
   Identifikasi semua gaya. Ingatlah untuk mengidentifikasi dengan benar semua gaya yang bekerja pada benda. Saat benda diam di permukaan, ada gaya gravitasi (F_g) dan gaya ekivalen dalam arah berlawanan disebut gaya normal (F_n). Selain dua kekuatan ini, identifikasi juga kekuatan yang diberikan oleh pernyataan masalah. Perhatikan besarnya masing-masing gaya dalam Newton di samping identifikasi mereka.
   • Cara standar untuk mengidentifikasi gaya adalah dengan huruf besar "F" dan subskrip dari huruf pertama nama Anda. Misalnya, jika ada gaya gesek, identifikasikan sebagai F_Itu.
   • Gaya gravitasi: F._g = -20 N
   • Gaya normal: F_n = +20 N
   • Gaya gesek: F_Itu = -5 N
   • Kekuatan dorong: F_saya = +5 N

4. 

   
   
   Tambahkan besarnya semua gaya. Sekarang setelah semuanya telah diidentifikasi (dalam arah dan besarnya), Anda dapat menjumlahkannya. Tuliskan rumus gaya yang dihasilkan (F_res), dengan F_res) setara dengan jumlah semua gaya yang bekerja pada benda tertentu.
   • Contoh: F_res = F_g + F_n + F_Itu + F_saya = -20 + 20 -5 + 5 = 0 N. Karena gaya yang dihasilkan sama dengan 0 N, benda diam.

Bagian 2 dari 2: Menghitung gaya diagonal

1. 

   Buat sketsa gaya diagonal. Ketika ada gaya diagonal yang bekerja pada suatu benda, maka perlu dicari komponen horizontal (F_x) dan vertikal (F_y) dari gaya untuk menemukan besarnya. Anda akan membutuhkan trigonometri dan sudut arah (biasanya θ "theta"). Sudut arah θ selalu diukur berlawanan arah jarum jam dari sumbu x positif.
   • Gambarkan diagram gaya termasuk sudut diagonal.
   • Buat sketsa setiap panah ke arah yang benar di mana gaya bekerja dan identifikasi besarnya.
   • Contoh: buatlah diagram sebuah benda dengan berat 10 N yang mengalami gaya ke atas 25 N dan ke kanan dengan sudut 45º. Ada juga gaya gesek 10 N ke kiri.
   • Pasukan termasuk: F_g = -10 N, F._n = + 10 N, F._saya = 25 N, F._Itu = -10 N.

2. 

   Hitung F_x dan F_y menggunakan tiga rasio trigonometri dasar (sinus, kosinus, dan garis singgung). Menggunakan gaya diagonal (F) sebagai hipotenusa segitiga siku-siku dan F_x dan F_y seperti sisi-sisi segitiga siku-siku, Anda dapat menghitung masing-masing gaya.
   • Ingat: cosinus (θ) = sudut / hipotenusa yang berdekatan. F_x = cos θ * F = cos (45 °) * 25 = 17,68 N.
   • Ingat: sinus (θ) = sudut berlawanan / sisi miring. F_y = sin θ * F = sin (45 °) * 25 = 17,68 N.
   • Perhatikan bahwa ada beberapa gaya diagonal yang bekerja pada suatu benda pada saat yang sama, jadi Anda perlu mencari F_x dan F_y untuk setiap kekuatan masalah. Oleh karena itu, tambahkan nilai F_x untuk mendapatkan gaya total dari arah horizontal dan menjumlahkan nilai F_y untuk mendapatkan gaya vertikal total.

3. 

   Gambarkan kembali diagram kekuatan. Sekarang setelah Anda menghitung masing-masing komponen horizontal dan vertikal gaya diagonal, Anda dapat membuat sketsa diagram gaya baru untuk merepresentasikannya. Hapus gaya diagonal dan gambar panah untuk masing-masing besaran horizontal dan vertikal.
   • Misalnya, alih-alih gaya diagonal tunggal, diagram sekarang akan memiliki gaya vertikal yang mengarah ke atas dengan besaran 17,68 N dan gaya horizontal yang mengarah ke kanan dengan besaran juga 17,68 N.

4. 

   Tambahkan gaya dari arah x dan y. Setelah menggambar diagram gaya baru, hitung gaya yang dihasilkan (F_res) menambahkan semua gaya horizontal dan semua gaya vertikal. Ingatlah untuk menjaga arah vektor tetap konsisten di seluruh soal.
   • Misalnya: vektor horizontal adalah semua gaya dari sumbu x: F_resx = 17,68 - 10 = 7,68 N.
   • Vektor vertikal adalah semua gaya dari sumbu y: F_resy = 17,68 + 10 - 10 = 17,68 N.

5. 

   Hitung besarnya vektor gaya yang dihasilkan. Pada titik ini, Anda memiliki dua gaya: satu di arah x dan satu di arah y. Besarnya vektor gaya merupakan sisi miring dari segitiga yang dibentuk oleh kedua vektor tersebut. Cukup gunakan Teorema Pythagoras untuk menghitung hipotenusa: F_res = √ (F._resx + F_resy).
   • Contoh: F_resx = 7,68 N dan F._resy = 17,68 N
   • Ganti nilainya. F_res = √ (F._resx + F_resy) = √ (7,68 + 17,68)
   • Pecahkan akun: F_res = √ (7,68 + 17,68) = √ (58,98 + 35,36) = √94,34 = 9,71 N.
   • Besarnya gaya adalah 9,71 N pada arah diagonal kanan atas.