Gaya Normal: Definisi, Gambar, Rumus, Teladan Soal Dan Pembahasan

Jika suatu benda dilepaskan pada ketinggian tertentu di atas permukaan tanah, maka benda itu akan mengalami gerak jatuh bebas. Gaya gravitasi bekerja pada sebuah benda saat benda tersebut jatuh. Ketika benda berada dalam keadaan membisu di Bumi menyerupai buku yang diletakkan di atas meja, gaya gravitasi pada buku tersebut tidak hilang sama sekali.

Hal ini sanggup diketahui, kalau kita meletakkan buku tersebut di atas timbangan manual. Ketika berada di atas timbangan, buku dalam keadaan membisu namun jarum penunjuk massa pada timbangan bergerak. Hal ini terjadi alasannya yakni gaya gravitasi tetap bekerja pada buku tersebut. Tetapi kalau gaya gravitasi tetap bekerja, mengapa buku tidak bergerak (jatuh)? Gaya apa yang menahan buku tidak jatuh? Untuk menjawabannya, perhatikan klarifikasi diberikut ini.

Pengertian Gaya Normal

Dari Hukum II Newton, resultan gaya pada sebuah benda yang tetap membisu yakni nol. Pasti ada gaya lain pada buku untuk mengimbangi gaya gravitasi. Untuk sebuah buku yang membisu di atas meja, maka meja tersebut mempersembahkan gaya ke atas. Meja sedikit tertekan di bawah buku jawaban gaya berat dan alasannya yakni elastisitasnya, meja itu mendorong buku ke atas menyerupai yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Gaya ke atas yang didiberikan meja terhadap buku ini sering disebut gaya sentuh, alasannya yakni terjadi pada dua benda yang bersentuhan. Ketika gaya sentuh arahnya tegak lurus terhadap permukaan bidang sentuh, maka gaya itu biasa disebut dengan gaya normal yang dilambangkan dengan N (“normal” berarti tegak lurus). melaluiataubersamaini demikian sanggup kita simpulkan definisi gaya normal yakni sebagai diberikut.

Gaya Normal yakni gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Lambang gaya normal yakni N dan satuan Sistem Internasionalnya yakni kgm/s2 atau Newton.

melaluiataubersamaini demikian, pada buku yang diletakkan membisu di atas meja terdapat dua gaya yang bekerja, yaitu gaya normal (N) yang berasal dari meja dan gaya berat (w). Kedua gaya tersebut besarnya sama tetapi berlawanan arah sehingga membentuk keseimbangan pada buku. Akan tetapi perlu kalian ingat bahwa gaya normal dan gaya berat bukan ialah pasangan gaya aksi-reaksi yang dibicarakan pada Hukum III Newton, alasannya yakni gaya-gaya tersebut bekerja pada benda yang sama.

Teknik Menggambarkan Gaya Normal

Arah gaya normal selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Jika bidang sentuh antara dua benda yakni horizontal, maka arah gaya normalnya yakni vertikal. Jika bidang sentuhnya vertikal, maka arah gaya normalnya yakni horizontal. Apabila bidang sentuhnya miring, maka arah gaya normalnya juga akan miring. Untuk melukiskan gaya normal, awal atau titik tangkap vektor di mulai dari titik dimana dua permukaan benda bersentuhan kemudian tarik garis tegak lurus melalui sentra massa benda tersebut. Perhatikan gambar gaya normal diberikut ini.

Khusus bidang sentuh vertikal, pada benda harus didiberi gaya F untuk menekan benda biar tidak jatuh. Dalam keadaan ini, gaya normal N akan terjadi dimana besarnya sama dengan gaya F dan arahnya tegak lurus dengan bidang sentuh atau berlawanan arah dengan F. Meskipun gaya F dan N sama besar dan arahnya berlawanan tetapi kedua gaya ini bukan ialah pasangan gaya agresi reaksi Hukum III Newton alasannya yakni kedua gaya ini bekerja pada benda yang sama.

Rumus Gaya Normal

Rumus gaya normal sanggup ditentukan dengan memakai Hukum II Newton wacana gerak, dengan ketentuan kalau benda diam, maka nilai percepatannya yakni nol (a = 0). Sebaliknya kalau benda bergerak maka percepatannya yakni tetap (a = konstan) atau benda mengalami gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Dari gambar gaya normal pada benda yang terletak pada bidang datar horizontal, bidang miring dan bidang vertikal di atas, maka persamaan gaya normal pada benda tersebut yakni sebagai diberikut.

#1 Rumus Gaya Normal Pada Bidang Horizontal

Jika benda membisu pada bidang horizontal, maka gaya yang bekerja spesialuntuk dua yaitu gaya berat dan gaya normal. Kedua gaya ini bekerja saling berlawanan dalam arah vertikal (sumbu Y). Sedangkan dalam arah horizontal (sumbu X) tidak ada gaya yang bekerja. Rumus gaya normal sanggup dicari dengan Hukum II Newton sebagai diberikut.

Resultan gaya pada sumbu X

ΣFX = 0

Resultan gaya pada sumbu Y

ΣFY = ma

N – w = ma → karena tidak terjadi gerak pada arah vertikal maka a = 0,

N – w = 0

N = w

melaluiataubersamaini demikian rumus gaya normal suatu benda yang terletak membisu pada bidang horizontal yakni sebagai diberikut

N = w

#2 Rumus Gaya Normal Pada Bidang Miring

Pada bidang miring, gaya normal dan gaya berat bekerja pada sebuah benda membentuk sudut terkecil yang besarnya sama dengan sudut kemienteng bidang. Jika garis gaya normal diasumsikan sebagai sumbu Y, garis kemienteng bidang diasumsikan sumbu X dan sudut kemienteng bidang adalah α maka vektor gaya berat sanggup dproyeksikan terhadap sumbu X dan sumbu Y tersebut.

Hasil proyeksi (penguraian vektor) gaya berat w adalah w sin α pada sumbu X dan w cos α pada sumbu Y. Dalam hal ini rumus gaya normal sanggup ditentukan dengan memakai aturan II Newton sebagai diberikut.

Resultan gaya pada sumbu X

ΣFX = ma

w sin α = ma

Resultan gaya pada sumbu Y

ΣFY = ma

N – w cos α = ma → karena tidak terjadi gerak pada arah vertikal maka a = 0,

N – w cos α = 0

N = w cos α

melaluiataubersamaini demikian rumus gaya normal suatu benda yang terletak pada bidang miring yakni sebagai diberikut

N = w cos α

#3 Rumus Gaya Normal Pada Bidang Vertikal

Jika suatu benda ditekan dengan gaya sebesar F pada bidang vertikal (ex. Dinding) maka rumus gaya normal benda tersebut juga ditentukan dengan memakai Hukum Newton yang ke-2. Perhatikan klarifikasi diberikut ini.

Resultan gaya pada sumbu Y

Pada sumbu Y tidak ada resultan gaya, alasannya yakni yang bekerja spesialuntuk gaya berat saja.

w = mg

Resultan gaya pada sumbu X

ΣFX = ma

F – N = ma → karena tidak terjadi gerak pada arah horizontal maka a = 0,

F – N = 0

N = F

melaluiataubersamaini demikian rumus gaya normal suatu benda yang ditekan pada bidang vertikal yakni sebagai diberikut

N = F

Rumus-rumus gaya normal di atas yakni teladan gaya normal pada tiga kondisi yaitu pada bidang horizontal, bidang miring dan bidang vertikal. Sebenarnya masih banyak kondisi atau keadaan lain yang tiap-tiap kondisi mempunyai rumus gaya normal yang tidak sama. Untuk mendalami lebih lanjut terkena rumus gaya normal, silahkan kalian pelajari artikel wacana kumpulan rumus lengkap gaya normal pada dinamika translasi.

misal Soal Gaya Normal dan Pembahasannya

Sebuah balok bermassa 5 kg. kalau g = 10 m/s2 maka tentukan gaya normal yang bekerja pada balok kalau membisu di atas bidang miring yang membentuk sudut 300 terhadap horisontal.

Jawab

 
Perhatikan gambar di atas. gaya-gaya pada balok sanggup dilihat pada gambar tersebut. Balok dalam keadaan membisu pada arah tegak lurus bidang berarti berlaku persamaan diberikut.

ΣFY = 0

N – w cos α = 0

N – w cos 30o = 0

N – 50 × ½ √3 = 0

N = 25 √3 N

Demikianlah artikel wacana pengertian, rumus dan cara menggambarkan gaya normal beserta teladan soal dan jawabanannya. Semoga sanggup bermanfaa untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan hingga jumpa di artikel diberikutnya.

Sumber https://www.fisikabc.com/

Share :