Anda tahu berat badan. Itu adalah tarikan Bumi pada tubuh Anda. Namun berat hanyalah salah satu bentuk kekuatan. Lebih penting lagi, kekuatan itulah yang membuat segala sesuatunya bergerak. Itulah alasan mobil Anda melaju kencang di jalan raya atau mengapa sebuah bola bisbol lepas dari tangan pelempar.
Gaya menyebabkan akselerasi. Dorong mobil mainan, ia bergerak. Injak pedal gas di mobil sungguhan, kecepatannya bertambah. Ini bukan hanya hal-hal sepele fisika. Ini adalah inti dari dinamika berkendara. Gerakan ini diatur oleh Hukum Kedua Isaac Newton. Hukum ini menjadi dasar bagi mekanika klasik. Ini menjelaskan bagaimana gaya, massa, dan percepatan berinteraksi.
Persamaan Yang Menggerakkan Mobil
Hukum Kedua Newton menyatakan bahwa percepatan (a) berbanding lurus dengan gaya (F) yang diterapkan. Berbanding terbalik dengan massa benda (m). Sederhana? Ya. Penting? Sangat.
Lebih banyak tenaga berarti akselerasi lebih cepat. Lebih banyak massa berarti akselerasi lebih lambat. Hubungan tersebut digambarkan dalam satu persamaan terkenal:
F = ibu
Atau disusun ulang:
a = F/m
Rumus ini memberi tahu Anda semua yang perlu Anda ketahui tentang kinerja. Jika Anda menginginkan mobil yang lebih cepat, Anda memerlukan tenaga yang lebih besar. Atau massanya lebih sedikit. Atau keduanya. Tim balap mengurangi setiap ons bebannya. Para insinyur membangun mesin yang menghasilkan tenaga besar. Mereka melawan persamaan ini.
Mendefinisikan Gaya: Newton dan Pound
Untuk menghormati Newton, satuan standar gaya dalam sistem SI adalah newton. Tapi apa sebenarnya yang dilakukan satu newton? Benda tersebut mempercepat 1 kilogram massa dengan kecepatan 1 meter per detik kuadrat (m/s²).
Definisi ini berlaku dua arah. kilogram didefinisikan sebagai massa yang akan dipercepat oleh gaya sebesar 1 N dengan kecepatan 1 m/s².
Dalam satuan bahasa Inggris, segalanya menjadi berantakan. Anda memiliki siput. Ini adalah massa yang akan dipercepat oleh 1 pon gaya dengan kecepatan 1 kaki/s². Anda juga memiliki massa pon. Ini adalah massa yang akan dipercepat oleh 1 pon gaya pada kecepatan 32 kaki/s². Perbedaannya terletak pada gravitasi.
Kekuatan bukan hanya sekedar beban. Dorongan atau tarikanlah yang mengubah kecepatan suatu benda.
Gravitasi: Tarikan Konstan
Bumi memberikan gaya pada semua benda. Ia mempercepat benda yang dijatuhkan dengan kecepatan 9,8 m/s². Dalam satuan bahasa Inggris, itu berarti 32 kaki/s². Insinyur sering menyebutnya g.
Jika sebuah batu dijatuhkan, kecepatannya sebesar 9,8 m/s setiap detiknya. Jatuh selama lima detik, dan kecepatan Anda mencapai 49 m/s. Itu cepat. Bayangkan sebuah mobil melakukan hal yang sama.
Jika sebuah mobil berakselerasi dengan kecepatan 1 g terus menerus, ia akan mencapai kecepatan 60 mph (97 kpj) dalam waktu kurang dari tiga detik. Itu adalah wilayah hypercar. Kebanyakan mobil jalanan tidak dapat mempertahankan hal tersebut. Tapi itu menunjukkan kekuatan gravitasi. Ini adalah kekuatan konstan yang Anda rasakan setiap kali Anda menginjak timbangan.
Satuan Kekuatan Umum
Saat Anda membaca spesifikasi, Anda akan melihat unit yang berbeda. Ketahui yang mana yang Anda lihat.
Satuan SI:
* newton (N)
* 1 N = 0,225 pon
Unit Bahasa Inggris:
* Pon (pon)
* 1 pon = 4,448 N
Konversinya sangat mudah. Namun konsepnya lebih penting. Gaya merupakan penghubung antara tenaga mesin dan kecepatan mobil. Ini adalah hasil nyata dari rekayasa. Tanpanya, Anda hanya duduk di dalam kotak yang berat. Dengan itu, Anda bergerak.
Perhitungannya sederhana. Penerapannya rumit. Torsi, traksi, aerodinamis—semuanya dimasukkan ke dalam persamaan F=ma. Namun persamaannya sendiri tidak berubah.
