F = ma adalah dasar dari dinamika. 1 newton mempercepat 1 kg pada 1 m/s². Setiap gaya yang Anda rasakan adalah massa yang menahan percepatan.

• 1 N = 1 kg·m/s²
• Gaya ganda → percepatan ganda
• Gaya adalah vektor (memiliki arah)
• Gaya resultan menentukan gerak

Berat adalah gaya gravitasi: B = mg. Massa Anda konstan, tetapi berat berubah seiring gravitasi. Di Bulan, berat Anda 1/6 dari berat di Bumi.

• Massa (kg) ≠ Berat (N)
• Berat = massa × gravitasi
• 1 kgf = 9,81 N di Bumi
• Tanpa bobot di orbit = masih memiliki massa

Gaya sentuh menyentuh benda (gesekan, tegangan). Gaya tak sentuh bekerja dari jarak jauh (gravitasi, magnetisme, listrik).

• Tegangan menarik sepanjang tali/kabel
• Gesekan melawan gerak
• Gaya normal tegak lurus terhadap permukaan
• Gravitasi selalu menarik, tidak pernah menolak

Newton (N) adalah satuan dasar SI. Didefinisikan dari konstanta fundamental: kg, m, s. Digunakan dalam semua pekerjaan ilmiah.

• 1 N = 1 kg·m/s² (tepat)
• kN, MN untuk gaya besar
• mN, µN untuk pekerjaan presisi
• Universal dalam teknik/fisika

Satuan gaya berdasarkan gravitasi Bumi. 1 kgf = gaya untuk menahan 1 kg melawan gravitasi. Intuitif tetapi bergantung pada lokasi.

• kgf = kilogram-force = 9,81 N
• lbf = pound-force = 4,45 N
• tonf = ton-force (metrik/pendek/panjang)
• Gravitasi bervariasi ±0,5% di Bumi

Dyne (CGS) untuk gaya kecil: 1 dyne = 10⁻⁵ N. Poundal (imperial absolut) jarang digunakan. Gaya atom/Planck untuk skala kuantum.

• 1 dyne = 1 g·cm/s²
• Poundal = 1 lb·ft/s² (absolut)
• Unit atom ≈ 8,2×10⁻⁸ N
• Gaya Planck ≈ 1,2×10⁴⁴ N

Pertama: Benda menahan perubahan (inersia). Kedua: F=ma mengukurnya. Ketiga: Setiap aksi memiliki reaksi yang sama besar dan berlawanan arah.

• Hukum 1: Tidak ada gaya resultan → tidak ada percepatan
• Hukum 2: F = ma (mendefinisikan newton)
• Hukum 3: Pasangan aksi-reaksi
• Hukum-hukum ini memprediksi semua gerak klasik

Gaya digabungkan sebagai vektor, bukan penjumlahan sederhana. Dua gaya 10 N pada sudut 90° menghasilkan 14,1 N (√200), bukan 20 N.

• Besaran + arah diperlukan
• Gunakan teorema Pythagoras untuk tegak lurus
• Gaya paralel ditambahkan/dikurangi secara langsung
• Keseimbangan: gaya resultan = 0

Empat gaya fundamental mengatur alam semesta: gravitasi, elektromagnetisme, nuklir kuat, nuklir lemah. Semua yang lain adalah kombinasi.

• Gravitasi: paling lemah, jangkauan tak terbatas
• Elektromagnetik: muatan, kimia
• Kuat: mengikat kuark dalam proton
• Lemah: peluruhan radioaktif

Bangunan menahan gaya yang sangat besar: angin, gempa bumi, beban. Kolom, balok dirancang untuk gaya kN hingga MN.

• Kabel jembatan: tegangan 100+ MN
• Kolom bangunan: kompresi 1-10 MN
• Angin pada gedung pencakar langit: 50+ MN lateral
• Faktor keamanan biasanya 2-3×

Daya dorong roket diukur dalam meganewton. Mesin pesawat menghasilkan kilonewton. Setiap newton berarti saat melarikan diri dari gravitasi.

• Saturn V: daya dorong 35 MN
• Mesin Boeing 747: masing-masing 280 kN
• Falcon 9: 7,6 MN saat lepas landas
• Peningkatan orbit ISS: 0,3 kN (berkelanjutan)

Kunci torsi, hidrolik, pengencang semuanya dinilai dalam gaya. Penting untuk keselamatan dan kinerja.

• Mur roda mobil: torsi 100-140 N·m
• Mesin pres hidrolik: kapasitas 10+ MN
• Tegangan baut: rentang kN tipikal
• Konstanta pegas dalam N/m atau kN/m

Bagi dengan 10 untuk perkiraan: 100 N ≈ 10 kgf (tepat: 10,2)

• 1 kgf = 9,81 N (tepat)
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• Cepat: N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4,5 N. Bagi N dengan 4,5 untuk mendapatkan lbf.

• 1 lbf = 4,448 N (tepat)
• 100 N ≈ 22,5 lbf
• 1 kN ≈ 225 lbf
• Mental: N ÷ 4,5 → lbf

1 N = 100.000 dyne. Cukup geser desimal 5 tempat.

• 1 dyne = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ dyne
• CGS ke SI: ×10⁻⁵
• Jarang digunakan saat ini

Daya dorong roket Saturn V: 35 MN. Konversikan ke pound-force.

35 MN = 35.000.000 N. 1 N = 0,22481 lbf. 35M × 0,22481 = 7,87 juta lbf

Orang 70 kg. Berat di Bumi vs Mars (g = 3,71 m/s²)?

Bumi: 70 × 9,81 = 686 N. Mars: 70 × 3,71 = 260 N. Massa sama, berat 38%.

Kabel jembatan menopang 500 ton. Berapa tegangannya dalam MN?

500 metrik ton = 500.000 kg. F = mg = 500.000 × 9,81 = 4,9 MN

Otot masseter rahang memberikan gaya gigitan 400 N (900 lbf). Buaya: 17 kN. Megalodon yang telah punah: 180 kN—cukup untuk menghancurkan mobil.

Kutu melompat dengan gaya 0,0002 N tetapi berakselerasi pada 100g. Kakinya adalah pegas yang menyimpan energi, melepaskannya lebih cepat daripada kontraksi otot.

Di dekat lubang hitam, gaya pasang surut meregangkan Anda: kaki Anda merasakan 10⁹ N lebih banyak daripada kepala Anda. Disebut 'spaghettification'. Anda akan terkoyak atom demi atom.

Gravitasi Bulan menciptakan pasang surut dengan gaya 10¹⁶ N di lautan Bumi. Bumi menarik Bulan kembali dengan 2×10²⁰ N—tetapi Bulan masih menjauh 3,8 cm/tahun.

Sutra laba-laba putus pada tegangan ~1 GPa. Benang dengan penampang 1 mm² akan menahan 100 kg (980 N)—lebih kuat dari baja berdasarkan berat.

AFM merasakan gaya hingga 0,1 nanonewton (10⁻¹⁰ N). Dapat mendeteksi tonjolan atom tunggal. Seperti merasakan sebutir pasir dari orbit.

Newton menerbitkan Principia Mathematica, mendefinisikan gaya dengan F = ma dan tiga hukum gerak.

Pierre Bouguer mengukur gaya gravitasi di pegunungan, memperhatikan variasi medan gravitasi Bumi.

Cavendish menimbang Bumi menggunakan neraca torsi, mengukur gaya gravitasi antar massa.

Asosiasi Inggris mendefinisikan 'dyne' (satuan CGS) sebagai 1 g·cm/s². Kemudian, newton diadopsi untuk SI.

CGPM mendefinisikan newton sebagai kg·m/s² untuk sistem SI. Menggantikan kgf dan satuan teknis lama.

SI secara resmi diadopsi secara global. Newton menjadi satuan gaya universal untuk sains dan teknik.

Mikroskop gaya atom ditemukan, mendeteksi gaya piconewton. Merevolusi nanoteknologi.

Redefinisi SI: newton sekarang diturunkan dari konstanta Planck. Secara fundamental tepat, tidak ada artefak fisik.

Massa (kg) adalah jumlah materi; berat (N) adalah gaya gravitasi pada massa tersebut. Massa tetap konstan; berat berubah seiring gravitasi. Anda memiliki berat 1/6 di Bulan tetapi memiliki massa yang sama.

Newton bersifat absolut—tidak bergantung pada gravitasi. kgf/lbf mengasumsikan gravitasi Bumi (9,81 m/s²). Di Bulan atau Mars, kgf/lbf akan salah. Newton berfungsi di mana saja di alam semesta.

Orang rata-rata: dorongan 400 N, tarikan 500 N (dalam waktu singkat). Atlet terlatih: 1000+ N. Deadlift kelas dunia: ~5000 N (~500 kg × 9,81). Gaya gigitan: rata-rata 400 N, maksimum 900 N.

Kip = 1000 lbf (kilopound-force). Insinyur sipil AS menggunakan kip untuk beban jembatan/bangunan untuk menghindari penulisan angka besar. 50 kip = 50.000 lbf = 222 kN.

Jarang. Dyne (satuan CGS) muncul di buku teks lama. Ilmu pengetahuan modern menggunakan milinewton (mN). 1 mN = 100 dyne. Sistem CGS sudah usang kecuali di beberapa bidang khusus.

Berat ADALAH gaya. Rumus: F = mg. Contoh: orang 70 kg → 70 × 9,81 = 686 N di Bumi. Di Bulan: 70 × 1,62 = 113 N. Massa (70 kg) tidak berubah.