Apa itu gaya normal? Gaya Normal adalah gaya yang bekerja dibidang yang bersentuhan antara dua permukaan suatu benda, arahnya selalu tegak lurus dengan bidang yag sentuh. Lambang gaya normal yaitu N. Gaya normal adalah salah satu jenis gaya yang mengimbangi gaya berat hingga jika suatu benda ada pada bidang datar (ex. Meja) tanpa gaya luar maka benda itu bisa ada di posisinya tanpa merusak suatu bidang yang ditempatinya atau dengan kata lain tertarik ke tanah.
Rumus Gaya Normal
Besar gaya normal sama dengan resultan gaya yang bekerja di suatu benda pada arah yang sama dengan gaya normal (searah maupun berlawanan). Rumus gaya normal akan berbeda bergantung pada kondisi suatu keadaan benda dan gaya-gaya luar yang mempengaruhinya. Berikut ini merupakan kumpulan rumus gaya normal pada dinamika translasi di dalam berbagai kondisi yang umum dibahas di dalam soal fisika tentang gaya normal.
Contoh
Sebuah buku ada di atas meja mempunyai gaya berat (w = weight) yang bekerja dipemukaan meja. Gaya berat ini dipengaruhi massa dan percepatan gravitasi bumi. Berdasarkan Hukum Newton, resultan gaya yang bekerja pada benda diam yaitu nol. Di dalam hal ini ada sebuah gaya yang bekerja pada buku iyu yang mengimbangi gaya berat buku.
Gaya yang bekerja mengimbangi gaya berat buku supaya buku tetap diam ini disebut dengan gaya normal. Normal yaitu artinya tegak lurus, di dalam hal ini maksudnya yaitu gaya tersebut tegak lurus dengan suatu bidang sentuh. Dalam fisika, gaya normal diberi simbol N.
Berlaku Hukum II Newton yang memiliki bunyi:
“Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan resultan gaya bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan = arah resultan gaya yang bekerja padanya”.
Dalam rumus fisika, Hukum II Newton ini ditulis dengan
A = ΣF/m atau ΣF = m.a
Keterangan rumus :
ΣF = resultan gaya yang bekerja
m = massa benda
a = percepatan benda.
Rumus Gaya Normal Bidang Datar (Horizontal)
Sebuah benda yang ada pada bidang datar, gaya yang bekerja yaitu gaya berat benda dan gaya normal di dalam arah sumbu Y. tidak ada gaya yang bekerja di dalam arah sumbu X.
Berdasarkan Hukum II Newton maka
Resultan gaya pada sumbu X = nol
ΣFx = 0
Resultan gaya pada sumbu Y yaitu
ΣFy = m.a
N – w = m.a → karena benda diam a = 0
N – w = 0
N = w
Maka, gaya normal benda diam dibidang horizontal = berat benda itu tetapi arahnya ke arah atas atau berlawanan dengan arah gaya berat.
Didefinisikan bahwa berat benda yaitu massa suatu benda dikalikan percepatan gravitasi bumi atau w = m.g dengan keterangan m yaitu massa benda dan g yaitu percepatan gravitasi bumi.
Dengan begitu rumus gaya normal pada suatu benda yang diam di bidang horizontal adalah
N = m.g
Rumus Gaya Normal Bidang Miring
Sebuah benda yang ada pada bidang miring, gaya normal bekerja tegak lurus pada bidang miring. Untuk mendapat gaya normal dengan arah tegak lurus pada bidang yang miring, gaya berat benda (w) yang sejatinya di dalam arah Y diproyeksikan tegak lurus pada bidang miring. Gaya berat diproyeksikan menjadi dua gaya dalam arah yang beda. Satu gaya di dalam arah tegak lurus pada bidang miring adalah w.cos α dan satu gaya lainnya searah dengan suatu bidang kemiringan yaitu w.sin α.
Berdasarkan Hukum II Newton maka
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 → benda diam maka a = 0
N – w.cos α = 0
N = w.cos α
Berat benda didefinisikan sebagai massa dikali dengan percepatan gravitasi bumi (w = m.g). Dengan begitu rumus gaya normal pada suatu benda yang diam di bidang miring yaitu
N = m.g.cos α
Rumus Gaya Normal Bidang Tegak (Vertikal)
Sebuah benda bisa ada di bidang vertikal jika ada gaya (F) dari luar yang bekerja menekan ke arah bidang vertikal (contohnya dorongan tangan).
Berdasarkan Hukum II Newton maka
Resultan gaya pada sumbu Y
w = m.g → gaya berat
Resultan gaya pada sumbu X
ΣFx = m.a
F – N = m.a → benda diam maka a = 0
F – N = 0
N = F
Dengan begitu rumus gaya normal pada suatu benda yang ditekan di bidang vertikal yaitu
N = F
Demikianlah pembahasan mengenai rumus gaya normal, Semoga bermanfaat