Gaya normal

Gaya Normal

Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada benda yang bersentuhan, di mana arah gaya normal tegak lurus bidang sentuh. Lambang gaya normal adalah N dan satuan sistem internasional adalah kg m/s² atau Newton.

Gaya normal pada bidang datar

N adalah gaya normal yang dikerjakan lantai pada balok, N’ adalah gaya normal yang dikerjakan balok pada lantai. w adalah gaya gravitasi yang bekerja pada balok atau berat balok. N dan N’ merupakan gaya aksi reaksi, sedangkan N dan w bukan gaya aksi reaksi.

Jika balok sedang diam atau tidak bergerak pada arah vertikal maka besar gaya normal dapat dihitung menggunakan hukum I Newton

ΣF_y = 0

N – w = 0

N = w

Jika balok didorong ke bawah dengan gaya F seperti pada gambar di samping maka besar gaya normal :

ΣF_y = 0

N – w – F = 0

N = w + F

Gaya normal pada bidang miring

N dan N’ merupakan gaya aksi reaksi. N adalah gaya normal yang bekerja pada balok dan N’ adalah gaya normal yang bekerja pada bidang miring. W adalah komponen vertikal dari gaya berat (w). Gaya berat (w) bekerja pada balok. Besar gaya normal adalah

1. Balok diam di atas permukaan bidang datar. Massa balok (m) = 1 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s². Besar dan arah gaya normal (N) adalah…
Pembahasan

Diketahui :
Massa balok (m) = 1 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²
Gaya berat (w) = m g = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Newton
Ditanya : besar dan arah gaya normal (N)
Jawab :
Arah gaya normal (N) tampak seperti digambarkan di bawah.

Besar gaya normal
Hukum I Newton menyatakan bahwa jika benda diam maka resultan gaya yang bekerja pada benda = 0. Terdapat gaya berat (w) yang arahnya ke bawah. Karena balok diam maka harus ada sebuah gaya berarah ke atas yang mengimbangi gaya berat sehingga resultan gaya bernilai nol. Gaya berarah ke atas yang mengimbangi gaya berat adalah gaya normal (N). Secara matematis :
2. Kedua balok sedang diam. Massa balok 1 (m₁) = 1 kg, massa balok 2 (m₂) = 2 kg, percepatan gravitasi (g) =10 m/s². Besar dan arah gaya normal yang bekerja pada balok 1 (N₁) dan balok 2 (N₂) adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa balok 1 (m₁) = 1 kg
Massa balok 2 (m₂) = 2 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²
Berat balok 1 (w₁) = m₁ g = (1)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Newton
Berat balok 2 (w₂) = m₂ g = (2)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Newton
Ditanya : N₁ dan N₂
Jawab :
(a) Gaya normal yang bekerja pada balok 1 (N₁)
N₁ = w₁ = 10 Newton
Arah N₁ seperti pada gambar di atas.
(b) Gaya normal yang bekerja pada balok 2 (N₂)
N₂ = w₁ + w₂ = 10 Newton + 20 Newton = 30 Newton
Arah N₂ seperti pada gambar di atas.

3. Balok sedang diam. Massa balok (m) = 2 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s², gaya F = 10 Newton. Besar dan arah gaya normal (N) yang bekerja pada balok adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa balok (m) = 2 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²
Gaya berat (w) = m g = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Newton
Gaya (F) = 10 Newton
Ditanya : besar dan arah gaya normal (N)
Jawab :
Arah gaya normal seperti pada gambar di atas.
Besar gaya normal :