Cara Menghitung Gaya Normal

Sebuah buku yang berada di atas meja mempunyai gaya berat (w = weight) yang bekerja pada pemukaan meja. Gaya berat ini dipengaruhi oleh massa dan percepatan gravitasi bumi. Berdasarkan Hukum Newton, resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda membisu yaitu nol. Dalam hal ini terdapat sebuah gaya yang bekerja pada buku tersebut yang mengimbangi gaya berat buku. Gaya yang bekerja untuk mengimbangi gaya berat buku supaya buku tetap membisu ini disebut gaya normal. Normal artinya tegak lurus, dalam hal ini maksudnya yaitu gaya tersebut tegak lurus dengan bidang sentuh. Dalam fisika, gaya normal diberi simbol N.

Pada benda diam, berlaku Hukum II Newton yang berbunyi: “Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah resultan gaya yang bekerja padanya”. Dalam rumus fisika, Hukum II Newton ini sanggup ditulis sebagai A = ΣF/m atau ΣF = m.a dimana ΣF yaitu resultan gaya yang bekerja, m yaitu massa benda dan a yaitu percepatan benda.

 

Gaya Normal pada Bidang Horizontal (Bidang Datar)

Pada sebuah benda yang berada di bidang horizontal, gaya yang bekerja hanya gaya berat benda dan gaya normal dalam arah sumbu Y. tidak ada gaya yang bekerja dalam arah sumbu X. Berdasarkan Hukum II Newton maka didapatkan bahwa.

Resultan gaya pada sumbu X yaitu nol
ΣFx = 0
Resultan gaya pada sumbu Y adalah
ΣFy = m.a
N – w = m.a → alasannya yaitu benda membisu maka a = 0
N – w = 0
N = w

Jadi gaya normal benda membisu pada bidang horizontal sama dengan berat benda tersebut tetapi arahnya ke arah atas (berlawanan dengan arah gaya berat).

Didefinisikan bahwa berat benda yaitu massa benda dikalikan percepatan gravitasi bumi atau w = m.g dimana m yaitu massa benda dan g yaitu percepatan gravitasi bumi.

Dengan demikian rumus gaya normal suatu benda yang terletak membisu pada bidang horizontal yaitu sebagai berikut.

Sebuah buku yang massanya 1,2 kg berada di atas meja dimana percepatan gravitasi bumi 10 m/s2. Gaya normal yang bekerja pada buku tersebut yaitu N = m.g = 1,2 x 10 = 12 newton.

 

Gaya Normal pada Bidang Miring

Pada sebuah benda yang berada di bidang miring, gaya normal bekerja tegak lurus terhadap bidang yang miring. Untuk mendapat gaya normal dengan arah tegak lurus terhadap bidang yang miring, gaya berat benda (w) yang sejatinya dalam arah Y diproyeksikan tegak lurus terhadap bidang miring. Perhatikan gambar di atas, gaya berat diproyeksikan menjadi 2 gaya dalam arah yang berbeda. Satu gaya dalam arah tegak lurus terhadap bidang miring yaitu w.cos α dan satu gaya lainnya searah dengan bidang kemiringan yaitu w.sin α.

Berdasarkan Hukum II Newton maka didapatkan bahwa.
Resultan gaya pada sumbu X,
ΣFx = m.a
w.sin α = m.a
Resultan gaya pada sumbu Y
ΣFy = m.a
N – w.cos α = m.a → alasannya yaitu benda membisu maka a = 0
N – w.cos α = 0
N = w.cos α

Berat benda didefinisikan sebagai massa dikali percepatan gravitasi bumi (w = m.g). Dengan demikian rumus gaya normal suatu benda yang terletak membisu pada bidang miring yaitu sebagai berikut.

Sebuah bata yang massanya 600 gram berada di atas bidang miring dengan sudut kemiringan 30 derajat (cos 30 = ½Ö3) dan di daerah itu percepatan gravitasi bumi 10 m/s2. Gaya normal yang bekerja pada bata tersebut yaitu N = m.g.cos α = 0,6 x 10 x cos(30) = 0,6 x 10 x ½Ö3 = 3Ö3 newton.

 

Gaya Normal pada Bidang Vertikal (Bidang Tegak)

Sebuah benda sanggup berada pada bidang vertikal jikalau ada gaya (F) dari luar yang bekerja untuk menekan ke arah bidang vertikal (misalnya dorongan tangan).

Berdasarkan Hukum II Newton maka didapatkan bahwa.
Resultan gaya pada sumbu Y
w = m.g  → gaya berat
Resultan gaya pada sumbu X
ΣFx = m.a
F – N = m.a → alasannya yaitu benda membisu maka a = 0
F – N = 0
N = F

Dengan demikian rumus gaya normal suatu benda yang ditekan pada bidang vertikal yaitu sebagai berikut.

Sepotong balok kayu ditekan dengan tangan ke dinding dengan gaya 20 N, maka gaya normal yang diberikan oleh dinding tersebut kepada balok kayu tersebut yaitu sama dengan gaya yang diberikan. N = F = 20 newton.

Sumber https://www.finansialku.com

Berlangganan Informasi Terbaru: