Pengertian Gaya Normal: Rumus dan Contoh Soal

Posted on

Pengertian Gaya Normal serta dilengkapi dengan rumus hingga contoh soal akan kami uraikan secara sederhana agar bisa dengan mudah Anda pahami. Untuk pembahasan lebih lanjut, silahkan simak penjelasannya di bawah ini.

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

Hal ini bisa diketahui, apabila kita meletakkan buku tersebut di atas timbangan manual. Ketika berada di atas timbangan, buku dalam keadaan diam tetapi jarum penunjuk berat pada timbangan bergerak.

Hal ini bisa terjadi karena gaya gravitasi tetap bekerja pada buku tersebut. Namun apabila gaya gravitasi tetap bekerja, mengapa buku tidak bergerak (jatuh)? Gaya apa yang menahan buku tidak jatuh? Untuk menjawabnya, simak penjelasan berikut ini.

Pengertian

Semua benda pasti akan memiliki gaya normal walau dalam keadaan apapun. Pengertian Gaya normal merupakan gaya yang dialami suatu benda pada keadaan apapun dan arah gayanya tegak lurus dengan bidang.

Dalam suatu contoh kita bisa melihat suatu gaya normal pada benda dalam keadaan diam. Misalnya suatu kotak makan yang diletakkan di atas timbangan. Kotak makan tersebut tetap diam sedangkan timbangan menunjukan suatu angka.

Hal tersebut menunjukan bahwa wadah makan tersebut tetap mempunyai gaya gravitasi. Namun apabila wadah makanan tersebut memiliki gaya gravitasi, mengapa tidak bergerak?

Jawaban kenapa wadah makanan yang memiliki gravitasi namun tidak bergerak adalah karena benda tersebut memiliki gaya lain yang disebut gaya normal yang arahnya berlawanan dengan bidang datar.

gaya normal

Pada ilustrasi diatas menggambarkan dan menjelaskan bahwa wadah makan tersebut tidak jatuh ke bawah karena adanya gaya gravitasi dikarenakan ada gaya penahan yang dinamakan gaya normal benda.

Secara umum pengertian gaya normal bisa didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu bidang yang bersentuhan dengan benda yang mempunyai arah tegak lurus terhadap bidang tersebut.

Nama lain dari gaya normal adalah gaya sentuh. Gaya tersebut disebut gaya sentuh karena sifat gaya ini bekerja saat bersentuhan dengan bidang lainnya.

Rumus

Seperti pada ilustrasi di atas kita bisa melihat dan memahaminya dengan membayangkan menjadi dua bidang yaitu bidang x dan y.

Bidang x disebut bidang horizontal dan bidang y adalah bidang vertical. Setelah memahami konsep ini kita bisa menuliskan persamaannya sebagai berikut:

Sumbu/bidang X

∑Fx = 0

Persamaan ini didapat karena padasumbu x tidak ada gaya gaya yang bekerja menjadikan resultan gayanya selalu bernilai 0

Sumbu Y

∑Fy = ma

N-W = ma

N-W = 0 (ma bernilai 0 karena benda pada keadaan diam)

N = W

Dimana:

  • Fx dan Fy = resultan gaya pada suatu bidang
  • N = gaya normal
  • W = gaya berat

Contoh Soal

Soal 1

Perhatikan gambar di bawah ini. Jika massa balok = 2 kg, percepatan gravitasi = 10 m/s2, sudut = 30o. Besar dan arah gaya normal (N) yang bekerja pada balok adalah…

gaya normal

Jawab:

Diketahui:

m = 2 kg

g = 10 m/s2

sudut = 30

Penyelesaian:

gaya normal

∑Fy = ma

W = mg

W = 20 N

Wx = W sin 30

Wx = 20 ½ = 10N

Wy = W cos 30

Wy = 20 ½ √3 = 10√3 N

Gaya normal adalah gaya yang tegak lurus dengan bidang

Wy adalah gaya yang tegak lurus dengan bidang

Jadi gaya normal pada sistem ini sebesar 10√3 N

Soal 2

Sebuah nasi kotak diletakkan di atas meja dengan massa 1 kg. Jika besar gaya gravitasi 10 m/s², hitunglah besar gaya normal pada buku?

Jawab:

Diketahui:

m = 1 kg

g = 10 m/s2

Penyelesaian:

∑Fy = ma

N-W = ma

N-W = 0

N = W

N = mg

N = 1 10

N = 10 N

Jadi gaya normal yang bekerja pada suatu sistem ini sebesar 10N