Pengertian dan Contoh Soal Gaya Normal

Gaya Normal (N) didefinisikan sebagai gaya reaksi bidang terhadap suatu benda dan arahnya tegak lurus bidang dimana benda berada. Gaya normal merupakan termasuk proyeksi gaya kontak. Gaya ini terjadi jika ada kontak dua benda yang arahnya tegak lurus dengan bidang kontak, sehingga besar gaya normal ini sangat tergantung pada keadaan benda yang saling kontak tersebut. Misalnya balok berada di atas meja atau lantai, penghapus ditekankan pada papan saat menghapus, benda yang diletakan pada bidang miring.

 

Untuk lebih memudahkan memahami gaya normal, silahkan perhatikan gaya normal pada gambar di bawah ini.

Gambar 1

Pada gambar (1) di atas merupakan sebuah benda yang diletakan di atas bidang mendatar. Gaya normal tegak lurus dengan bidang kontak maka gaya normalnya mengarah ke atas.

Gambar (2)

 

Pada gambar (2) di atas, benda diletakan pada bidang miring dengan kemiringan α. Karena benda gaya normal tegak lurus dengan bidang kontak, maka gaya normal tidak mengarah lurus atas (miring dengan kemiringan tertentu). Untuk menentukan gaya normal dapat menggunakan hukum I dan II Newton.

 

Nah, untuk memantapkan pemahaman kamu tentang gaya normal silahkan simak contoh soal di bawah ini.

 

Contoh Soal 1

Semangkok bakso ditempatkan di atas meja makan. Jika massa semangkok bakso 250 gr. Tentukan gaya normal yang dirasakan mangkok!

 

Penyelesaian:

m = 250 gr = 0,25 kg

g = 10 m/s²

 

Mangkok berada di atas meja makan (diam) berarti berlaku hukum I Newton maka:

Σ Fy = 0

N − w = 0

N = w

N = m.g

N = (0,25 kg)(10 m/s²)

N = 2,5 N

Jadi, gaya normal yang dirasakan mangkok sebesar 2,5 N

 

Contoh Soal 2

Sebuah balok bermassa 15 kg diketahui di atas bidang miring kasar. Sudut kemiringannya 37° terhadap horisontal (sin 37° = 0,6). Jika balok diam maka tentukan berat balok dan gaya normal yang bekerja pada balok!

 

Penyelesaian:

m = 15 kg

α = 37°

g = 10 m/s²

 

Gaya-gaya yang bekerja pada balok dapat di lihat pada gambar berikut ini.

Balok dalam keadaan diam pada arah tegak lurus bidang berarti berlaku hukum I Newton, maka:

Σ F = 0

N − w cos α = 0

N = w cos α

N = m.g.cos α

N = (15 kg)(10 m/s²)(cos 37°)

N = 120 N

 

Contoh Soal 3

Sebuah benda bermassa 8 kg diletakan pada bidang miring dalam keadaan diam. Jika tinggi ujung bidang miring dengan tanah sebesar 6 m dan jarak kaki bidang miring dengan tembok 8 m, tentukan gaya normal yang dikerjakan bidang pada benda tersebut.

 

Penyelesaian:

Jika diilustrasikan ke dalam gambar, maka akan tempak seperti gambar di bawah ini.

Berdasarkan teorema Pythagoras:

(BC)² = (AC)² + (AB)²

(BC)² = (6 m)² + (8 m)²

(BC)² = 36 m² + 64 m²

(BC)² = 100 m²

(BC)² = 10 m

 

Maka:

cos α = AB/BC

cos α = 8 m/10 m

cos α = 0,8

 

Berat benda dapat dicari dengan persamaan (misalkan g = 10 m/s²):

w = m.g

w = (8 kg)( 10 m/s²)

w = 80 N

 

Balok dalam keadaan diam pada arah tegak lurus bidang berarti berlaku hukum I Newton, maka:

Σ F = 0

N − w cos α = 0

N = w cos α

N = (80 N)(0,8)

N = 64 N

 

Contoh Soal 4

Sebuah balok bermassa 10 kg diletakan pada bidang miring yang kasar dengan kemiringan 37°. Balok tersebut ditekan tegak lurus dengan bidang miring dengan gaya sebesar 50 N. Jika g = 10 m/s², tentukan gaya normal yang dikerjakan bidang miring pada balok tersebut.

 

Penyelesaian:

m = 10 kg

α = 37°

g = 10 m/s²

F = 50 N

 

Gaya-gaya yang bekerja pada balok dapat di lihat pada gambar berikut ini.

 

Balok dalam keadaan diam pada arah tegak lurus bidang berarti berlaku hukum I Newton, maka:

Σ F = 0

N – F – w cos α = 0

N = F + w cos α

N = 50 N + (10kg)(10 m/s²)(cos 37°)

N = 50 N + 80 N

N = 130 N

 

Bagaimana? Mudah bukan? Jika ada permasalahan dalam memahami materi gaya normal silahkan pada kolom komentar atau bisa menghubungi “Contact Us”

TOLONG DIBAGIKAN YA :