Fisika sebagai ilmu yang mempelajari hukum alam semesta kita, menggunakan metodologi penelitian standar dan sistem satuan pengukuran tertentu. Satuan gaya biasanya disebut sebagai N (newton). Apa itu kekuatan, bagaimana menemukan dan mengukurnya? Mari kita telusuri masalah ini lebih detail.
Menarik dari sejarah
Isaac Newton adalah ilmuwan Inggris terkemuka abad ke-17 yang memberikan kontribusi tak ternilai bagi perkembangan ilmu matematika eksakta. Dialah yang merupakan nenek moyang fisika klasik. Dia berhasil menggambarkan hukum yang mengatur benda angkasa besar dan butiran pasir kecil yang terbawa angin. Salah satu penemuan utamanya adalah hukum gravitasi universal dan tiga hukum dasar mekanika yang menjelaskan interaksi benda-benda di alam. Belakangan, ilmuwan lain dapat memperoleh hukum gesekan, diam, dan geser hanya berkat penemuan ilmiah Isaac Newton.
Sedikit teori
Sebuah besaran fisika dinamai menurut nama seorang ilmuwan. Newton adalah satuan gaya. Definisi gaya itu sendiri dapat digambarkan sebagai berikut: "gaya adalah ukuran kuantitatif dari interaksi antara benda, atau kuantitas,yang mencirikan tingkat intensitas atau ketegangan tubuh."
Gaya diukur dalam Newton karena suatu alasan. Ilmuwan inilah yang menciptakan tiga hukum "kekuatan" yang tak tergoyahkan yang relevan hingga hari ini. Mari kita pelajari dengan contoh.
Hukum Pertama
Untuk pemahaman yang lengkap dari pertanyaan: "Apa itu newton?", "Satuan pengukuran dari apa?" dan "Apa arti fisisnya?", ada baiknya mempelajari tiga hukum dasar mekanika dengan cermat.
Yang pertama mengatakan bahwa jika tubuh tidak terpengaruh oleh tubuh lain, maka dia akan beristirahat. Dan jika tubuh itu bergerak, maka tanpa ada tindakan apa pun padanya, ia akan melanjutkan gerakan seragamnya dalam garis lurus.
Bayangkan sebuah buku dengan massa tertentu terletak di atas permukaan meja yang datar. Menunjukkan semua gaya yang bekerja padanya, kita mendapatkan bahwa ini adalah gaya gravitasi, yang diarahkan secara vertikal ke bawah, dan gaya reaksi dari penyangga (dalam hal ini, tabel), diarahkan secara vertikal ke atas. Karena kedua gaya menyeimbangkan aksi satu sama lain, besar gaya resultan adalah nol. Menurut hukum pertama Newton, inilah alasan mengapa buku dalam keadaan diam.
Hukum Kedua
Ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada tubuh dan percepatan yang diterimanya karena gaya yang diterapkan. Isaac Newton, ketika merumuskan hukum ini, adalah orang pertama yang menggunakan nilai konstanta massa sebagai ukuran manifestasi kelembaman dan kelembaman suatu benda. Mereka menyebut inersiakemampuan atau properti tubuh untuk mempertahankan posisi aslinya, yaitu melawan pengaruh eksternal.
Hukum kedua sering dijelaskan dengan rumus berikut: F=am; di mana F adalah resultan dari semua gaya yang diterapkan pada tubuh, a adalah percepatan yang diterima oleh tubuh, dan m adalah massa tubuh. Gaya akhirnya dinyatakan dalam kgm/s2 . Ekspresi ini biasanya dilambangkan dalam newton.
Apa itu newton dalam fisika, apa definisi percepatan dan bagaimana hubungannya dengan gaya? Pertanyaan-pertanyaan ini dijawab oleh rumus hukum mekanika kedua. Harus dipahami bahwa hukum ini hanya berlaku untuk benda-benda yang bergerak dengan kecepatan jauh lebih kecil daripada kecepatan cahaya. Pada kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya, hukum yang sedikit berbeda bekerja, diadaptasi oleh bagian khusus fisika tentang teori relativitas.
Hukum III Newton
Ini mungkin hukum yang paling mudah dipahami dan sederhana yang menjelaskan interaksi dua benda. Dia mengatakan bahwa semua gaya muncul berpasangan, yaitu, jika satu benda bekerja pada benda lain dengan gaya tertentu, maka benda kedua, pada gilirannya, juga bekerja pada benda pertama dengan gaya yang sama.
Kata-kata dari hukum ini oleh para ilmuwan adalah sebagai berikut: "… interaksi dua benda satu sama lain adalah sama satu sama lain, tetapi arahnya berlawanan."
Mari kita cari tahu apa itu newton. Dalam fisika, adalah kebiasaan untuk mempertimbangkan segala sesuatu tentang fenomena tertentu, oleh karena ituBerikut adalah beberapa contoh yang menjelaskan hukum mekanika.
- Unggas air seperti bebek, ikan, atau katak bergerak di dalam atau melalui air secara tepat dengan berinteraksi dengannya. Hukum ketiga Newton mengatakan bahwa ketika satu benda bekerja pada benda lain, selalu timbul suatu kontradiksi, yang kekuatannya setara dengan yang pertama, tetapi diarahkan ke arah yang berlawanan. Berdasarkan hal ini, kita dapat menyimpulkan bahwa gerakan bebek terjadi karena mereka mendorong air ke belakang dengan cakarnya, dan mereka sendiri berenang ke depan karena respons air.
- Roda tupai adalah contoh utama pembuktian hukum ketiga Newton. Semua orang mungkin tahu apa itu roda tupai. Ini adalah desain yang cukup sederhana, mengingatkan pada roda dan drum. Itu dipasang di kandang sehingga hewan peliharaan seperti tupai atau tikus hias dapat berlarian. Interaksi dua benda, roda dan hewan, menyebabkan kedua benda tersebut bergerak. Apalagi saat tupai berlari kencang, maka roda berputar dengan kecepatan tinggi, dan saat melambat, roda mulai berputar lebih lambat. Ini sekali lagi membuktikan bahwa aksi dan aksi balasan selalu berimbang, meski arahnya berlawanan.
- Segala sesuatu yang bergerak di planet kita bergerak hanya karena "aksi respons" Bumi. Ini mungkin terlihat aneh, tetapi pada kenyataannya, ketika berjalan, kita hanya mengerahkan upaya untuk mendorong tanah atau permukaan lainnya. Dan kita bergerak maju, karena bumi mendorong kita sebagai tanggapan.
Apa itu newton: satuan pengukuran ataubesaran fisis?
Definisi "newton" dapat dijelaskan sebagai berikut: "ini adalah satuan gaya". Tapi apa arti fisiknya? Jadi, berdasarkan hukum kedua Newton, ini adalah besaran turunan, yang didefinisikan sebagai gaya yang mampu mengubah kecepatan benda bermassa 1 kg sebesar 1 m / s hanya dalam 1 detik. Ternyata newton termasuk besaran vektor, yaitu mempunyai arah sendiri. Ketika kita menerapkan gaya pada suatu benda, misalnya mendorong pintu, kita secara bersamaan mengatur arah gerakan, yang menurut hukum kedua, akan sama dengan arah gaya.
Jika mengikuti rumus, ternyata 1 Newton=1 kgm/s 2 . Ketika memecahkan berbagai masalah dalam mekanika, sangat sering diperlukan untuk mengubah newton ke besaran lain. Untuk memudahkan, saat menemukan nilai tertentu, disarankan untuk mengingat identitas dasar yang menghubungkan newton dengan satuan lain:
- 1 H=105 dyne (dina adalah satuan ukuran dalam sistem CGS);
- 1 N=0,1 kgf (kilogram-gaya adalah satuan gaya dalam sistem ICSS);
- 1 H=10 -3 sten benda apa saja seberat 1 ton).
Hukum gravitasi universal
Salah satu penemuan terpenting ilmuwan, yang mengubah gagasan planet kita, adalah hukum gravitasi Newton (apa itu gravitasi, baca di bawah). Tentu saja, di hadapannya ada upaya untuk mengungkap misteri ketertarikanBumi. Misalnya, Johannes Kepler adalah orang pertama yang menyatakan bahwa tidak hanya Bumi yang memiliki gaya tarik menarik, tetapi juga benda-benda itu sendiri yang dapat menarik Bumi.
Namun, hanya Newton yang berhasil membuktikan secara matematis hubungan antara gravitasi dan hukum gerak planet. Setelah banyak percobaan, ilmuwan menyadari bahwa sebenarnya, tidak hanya Bumi yang menarik objek ke dirinya sendiri, tetapi semua benda tertarik satu sama lain. Dia menurunkan hukum gravitasi, yang menyatakan bahwa setiap benda, termasuk benda langit, ditarik dengan gaya yang sama dengan produk G (konstanta gravitasi) dan massa kedua benda m1 m 2 dibagi R2 (kuadrat jarak antar benda).
Semua hukum dan rumus yang diturunkan oleh Newton memungkinkan untuk membuat model matematika integral, yang masih digunakan dalam penelitian tidak hanya di permukaan Bumi, tetapi juga jauh di luar planet kita.
Konversi Satuan
Saat memecahkan masalah, Anda harus ingat tentang awalan SI standar, yang juga digunakan untuk satuan pengukuran "Newtonian". Misalnya, dalam masalah objek luar angkasa, di mana massa benda besar, sangat sering perlu untuk menyederhanakan nilai besar ke yang lebih kecil. Jika solusinya ternyata 5000 N, maka akan lebih mudah untuk menulis jawabannya dalam bentuk 5 kN (kiloNewton). Satuan tersebut terdiri dari dua jenis: kelipatan dan subkelipatan. Berikut adalah yang paling sering digunakan: 102 N=1 hectoNewton (hN); 103 H=1kiloNewton (kN); 106 N=1 megaNewton (MN) dan 10-2 N=1 centiNewton (cN); 10-3 N=1 miliNewton (mN); 10-9 N=1 nanoNewton (nN).
