Rumus Gaya Normal

Rumus gaya normal digunakan untuk menghitung gaya pada benda yang diam.Benda yang diam di atas permukaan mendapat pengaruh dari adanya gaya normal. Pada gaya gravitasi benda akan mengalami gerak bebas saat jatuh ke bawah.

Benda akan menjadi diam setelah terjatuh dari atas ketinggian. Diamnya benda tersebut dipengaruhi oleh adanya sebuah gaya, yaitu gaya normal.

Pasti banyak muncul pertanyaan bagaimana gaya normal dapat berhubungan dengan gaya gravitasi bukan? Untuk lebih jelasnya langsung saja simak uraiannya di bawah ini. Pada artikel ini akan dibahas secara lengkap pengertian, contoh, dan rumus gaya normal.

Pengertian Gaya Normal

rumus gaya normal
Pengertian Gaya Normal

Gaya normal merupakan sebuah gaya yang mempengaruhi benda benda dia. Ha tersebut terjadi kareha gaya bekerja pada bidang yang bersentuha dengan benda yang tegak lurus di atasnya. Banyak yang menyebut bahwa rumus gaya normal merupakan gaya sentuh.

Pengaplikasian gaya normal selalu berkaitan dengan gaya gravitasi bumi. Hal ini disebabkan bahwa sifat gaya normal yang digunakan sebagai penyeimbang gaya gravitasi bumi. Selain itu benda yang jatuh akibat adanya gaya gravitasi bumi akan diam pada posisi tegak lurus di atas permukaan.

Sebagai contoh buku yang jatuh dari atas meja akan dia di atas permukaan lantai dengan posisi tegak lurus. Hal itu terjadi sesuai dengan Hukum II Newton yang berbunyi, jia benda memiliki resultan nol maka  benda tersebut akan diam.

Meski memiliki resultan nol, benda juga memiliki gaya yang bekerja di dalamnya sehingga tetap diam. Gaya tersebut adalah gaya normal dan gaya berat pada benda. Pada fisika gaya normal disimbolkan dengn (N) dengan satua Newton.

Pada dasarnya besar gaya normal pada suatu benda bergantung pada besar resultan gaya yang dimiliki oleh benda tersebut. Persamaan yang digunakan untuk menghitung gaya normal pada suatu benda pun bergantung pada posisi benda dengan bidang yang digunakan.

Baca juga: Rumus gaya terlengkap

Rumus Gaya Normal

Rumus Gaya Normal
Rumus Gaya Normal

Sebelumnya telah dijelaskan bahwa untuk menemukan besar gaya normal pada suatu benda perlu diketahui besar resultan yang dimiliki benda tersebut. Selain itu, rumus yang digunakan juga bergantung pada bidang yang mempengaruhi benda tersebut. Berikut penjelasannya:

Rumus Mencari Gaya Pada Bidang Miring

Rumus Mencari Gaya Pada Bidang Miring
Rumus Mencari Gaya Pada Bidang Miring

Pada benda yang berada pada bidang miring, gaya normal yang terjadi adalah tegak lurus. Hal itu terjadi baik pada bidang yang licin maupun kasar, karena jenis permukaan tidak mempengaruhi besarnya gaya normal yang terjadi.

Cara mengetahui sumbu X yang bekerja pada bidang miring adalah dengan memproyeksikan idang miring sebagai sumbu X. Gaya tegak lurus benda terhadap bidang miring merupakan sumbu Y. Hal itu karena gaya berat yang mempengaruhi benda tersebut sehingga posisinya tegak lurus.

Hukum II Newton digunakan untuk mengetahui resultan gaya yang bekerja pada gaya normal di bidang miring. Sesuai dengan proyeksinya gaya berat (w) pada sumbu X adalah w sin adan pada sumbu Y adalah w cos a.

Resultan gaya pada sumbu X

ƩFX = ma

w sin a = ma

Resultan gaya pada sumbu Y

ƩFY = ma

N – w cos a = ma (jika benda diam maka percepatan (a) =0)

N – w cos a = 0

N = w cos a

Hal tersebut karena berat dihitung menggunakan massa yang dikali dengan percepatan pada gravitasi bumi, sehingga w = mg. Rumus gaya normal yang berada di atas bidang miring dalam keadaan diam maupun bergerak adalah sebagai berikut:

N = mg cos a

Keterangan:

N = Gaya Normal (Newton)

a = Sudut kemiringan pada bidang

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

Belajar juga: Rumus Gaya Gesek

Rumus Mencari Gaya Pada Bidang Horizontal

Rumus Mencari Gaya Pada Bidang Horizontal
Rumus Mencari Gaya Pada Bidang Horizontal

Benda yang berada pada bidang horizontal perhitungan gayanya didasarkan pada posisi benda atau perilaku benda pada bidang tersebut. Gaya normal yang ada di dalamnya dipengaruhi oleh gaya atau perilaku dari luar benda tersebut. Berikut adalah penjelasannya:

Di Atas Bidang Datar

Pada benda di atas bidang datar horizontal, baik diam maupun bergerak gaya yang bekerja akan sama dengan gaya berat benda. Gaya pada bidang datar bekerja dalam arah horizontal, sehingga gaya yang terjadi tidak mempengaruhi gaya normalnya.

Berdasarkan Hukum II Newton maka resultan gaya pada sumbu X adalah sama dengan nol. Sehingga resultan gaya pada sumbu X adala sebagai berikut:

ƩFX = 0

Resultan gaya pada sumbu Y

ƩFY = ma

N – w = ma (karena benda dalam keadaan diam maka a = 0)

N – w =0

Sehingga, N = w

Gaya normal yang terjadi pada di atas bidang horizontal adalah sama dengan berat benda. Berat benda atau gaya berat pada benda merupakan hasil perkalian anata massa benda dengan percepatan gravitasinya. Rumus gaya normal benda di atas bidang datar adalah sebagai berikut:

w = mg

N = mg

Keterangan:

N = gaya normal  (Newton)

m = massa benda (kg)

g = Percepatan gravistasi (m/s2)

Pelajari juga: Rumus gaya coulumb

Benda Ditekan Pada Bidang Datar

Pada gaya normal yang dimaksud adalah pada bedan yang ditekan di bidang datar horizontal rumus yang digunakan berbeda. Saar benda yang berada di atas bidang datar ditekan makan benda tersebut dipengaruhi oleh gaya. Sehingga gaya berat dan gaya tekan keduanya menuju ke bawah.

Berdasarkan Hukum i Newton, gaya tekan F bekerja dalam arah vertikal. Hal ini membuat gaya normal pada benda tersebut dipengaruhi oleh gaya tekan benda.

ƩF = 0

N – F – w = 0

N = w + F (w = m.g karena dipengaruhi oleh massa dan gravitasi)

Jadi, gaya tekan normal yang terjadi pada benda yang di atas bidang datar dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

N = mg + F

Keterangan:

F = gaya tekan (Newton)

Benda Ditarik Miring di Atas Bidang Datar

Sedangkan pada benda yang ditarik miring dipengaruhi oleh gaya berat, normal, dan hasil proyeksi  gaya tarik pada sumbu Y berlaku.  Oleh karena tidak ada gerak ke arah vertikal maka berlaku Hukum I Newton sebagai berikut.

ƩF = 0

N + F sin a – w = 0 (proyeksi sumbu Y adalah F sin a)

N = w – F sin a

Jadi, persamaan yang digunakan untuk menemukan gaya normal pada benda yang ditarik miring adalah sebagai berikut.

N = mg – F sin a

Keterangan:

F = Gaya tarik (N)

a = Sudut kemiringan gaya tarik terhadap bidang

Benda Didorong di Atas Bidang Datar

Pada benda yang didorong di atas bidang datar dipengaruhi oleh gaya berat, gaya normal, dan gaya dorong benda. Sehingga berlaku Hukum II Newton sebagai berikut.

ƩF = 0

N – F sin a – w = 0 (penguraian vektor terhadap sumbu Y adalah F sin a)

N = w + F sin a

N = mg + F sin a

Rumus Mencari Gaya Pada Bidang Vertikal

Rumus Mencari Gaya Pada Bidang Vertikal
Rumus Mencari Gaya Pada Bidang Vertikal

Pada benda yang berada di bidang vertikal dipengaruhi oleh adanya gaya dari luar yang mendorong benda searah dengan bidang vertikal. Persamaan yang digunakan dalam hal ini adalah menggunakan Hukum II Newton , maka:

Resultan gaya pada sumbu Y

w = m.g

Resultan gaya pada sumbu X

ƩFY = ma

F – N = ma (karena keadaan benda diam maka percepatannya adalah Nol)

F – N = 0

N = F

Jadi, persamaan yang digunakan untuk menemukan gaya tekan norma pada benda di atas bidang vertikal adala sebagai berikut:

N = F

Demikianlah penjelasan mengenai kumpulan rumus gaya normal yang terjadi pada berbagai bidang. Setiap gaya yang mempengaruhi benda selelu dipengaruhi oleh gaya dan kondisi bidang di luar benda tersebut, sehingga menghasilkan nilai berbeda.

Leave a Reply