Rumus gaya normal, pahami pengertian, contoh soal dan cara mengerjakannya

Brilio.net - Dalam mata pelajaran fisika, materi gaya normal jadi salah satu jenis gaya yang diajarkan di sekolah. Materi ini merupakan bagian dari pembelajaran dinamika atau mekanika benda titik. Guru biasanya memulai dengan memberikan pengertian bahwa gaya normal adalah gaya yang muncul antara dua permukaan yang bersentuhan, yang bertindak tegak lurus terhadap permukaan tersebut.

Praktikum atau eksperimen sederhana juga sering dilakukan untuk memperkuat pemahaman konsep gaya normal. Siswa dapat diberikan tugas untuk mengukur gaya normal yang muncul saat suatu objek diletakkan pada permukaan yang berbeda-beda. Selama eksperimen ini, siswa diajak untuk menerapkan rumus gaya normal dan memahami bagaimana perubahan massa atau sudut kemiringan permukaan memengaruhi besarnya gaya normal.

Ketika materi gaya normal diajarkan, fokusnya tidak hanya pada teori dan rumus, tetapi juga pada penerapan konsep tersebut dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini memberikan siswa gambaran konkret mengenai pentingnya pemahaman fisika dalam situasi nyata. Melalui pendekatan ini, siswa diharapkan dapat menginternalisasi konsep gaya normal dan memahami bagaimana konsep tersebut meresap ke dalam berbagai aspek kehidupan mereka.

Nah, agar semakin banyak referensi rumus gaya normal yang bisa kamu pelajari, kamu bisa menyimak artikel berikut ini. Dihimpun brilio.net dari berbagai sumber pada Kamis (30/11) berikut rumus gaya normal, pengertian, contoh soal dan cara mengerjakannya.

Pengertian gaya normal dalam fisika

Rumus gaya normal
byjus.com

Gaya normal dalam fisika merujuk pada gaya yang diberikan oleh suatu permukaan yang mendukung atau menopang suatu objek. Gaya ini selalu tegak lurus terhadap permukaan tersebut dan bertindak untuk mencegah objek tenggelam ke dalam permukaan atau jatuh ke bawah. Gaya normal muncul karena adanya interaksi antara atom atau molekul di permukaan objek dengan atom atau molekul di objek yang berada di atasnya.

Rumus gaya normal

Rumus gaya normal
byjus.com

Adapun rumus gaya normal N dapat dinyatakan sebagai berikut:

N = m x g

di mana m adalah massa objek dan g adalah percepatan gravitasi bumi (sekitar 9.8 m/s²). Gaya normal selalu setara dengan berat objek dan selalu berlawanan arah dengan gaya gravitasi yang bekerja pada objek tersebut.

Fungsi gaya normal dalam mendukung objek

Gaya normal memegang peran krusial dalam mendukung objek di atas permukaan. Ketika sebuah objek diletakkan di atas meja atau lantai, gaya normal bertindak ke atas untuk menopang objek dan mencegahnya jatuh ke bawah. Tanpa gaya normal, objek tersebut akan jatuh melalui permukaan dan mencapai pusat bumi.

Gaya normal pada bidang miring

Dalam konteks bidang miring, rumus gaya normal masih berlaku. Jika objek diletakkan di atas bidang miring, gaya normal akan tetap bertindak tegak lurus terhadap permukaan. Namun, komponen normal yang sejajar dengan bidang miring dapat dihitung dengan menggunakan rumus gaya normal dan trigonometri, bergantung pada sudut kemiringan bidang.

Penerapan gaya normal dalam sehari-hari

Rumus gaya normal

Penerapan gaya normal dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari, seperti ketika kamu duduk di kursi atau berjalan di atas jembatan. Kursi memberikan gaya normal ke atas untuk menopang berat tubuh, sedangkan jembatan menyediakan gaya normal untuk mendukung beban berat kendaraan yang melintasinya.

Dalam dunia konstruksi, perhitungan gaya normal sangat penting. Struktur bangunan harus dirancang dengan memperhitungkan beban yang akan diberikan oleh gaya normal untuk memastikan keamanan dan kestabilan struktur. Pada dasarnya, gaya normal menjadi elemen esensial dalam perencanaan keamanan konstruksi.

Gaya normal memiliki peran yang signifikan dalam menopang objek di atas permukaan dan memastikan stabilitas struktur. Rumus gaya normal menjadi instrumen matematis yang esensial untuk memahami dan mengukur interaksi antara objek dan permukaan yang menopangnya.

Penerapan gaya normal tidak hanya terbatas pada ruang fisik laboratorium, tetapi juga mengatur banyak aspek kehidupan sehari-hari dan desain konstruksi untuk memastikan keamanan dan stabilitas. Dengan memahami prinsip gaya normal, kita dapat meningkatkan rekayasa dan desain berbagai struktur dan objek.

Contoh soal rumus gaya normal dan cara mengerjakannya

Rumus gaya normal
byjus.com

Contoh soal 1

Sebuah koper dengan massa 25 kg diletakkan di atas permukaan lantai. Hitunglah gaya normal yang diterima oleh koper tersebut.

Pembahasan:

Untuk menghitung gaya normal N yang diterima oleh koper, kamu dapat menggunakan rumus gaya normal N = m x g, di mana m adalah massa koper dan g adalah percepatan gravitasi bumi (9.8 m/s²).

N = m x g
N = 25 kg x 9.8 m/s²

N = 245 N

Jadi, gaya normal yang diterima oleh koper tersebut adalah 245 N. Gaya normal ini bertindak tegak lurus terhadap permukaan lantai dan mencegah koper agar tidak tenggelam ke dalam lantai.

Contoh soal 2

Sebuah karung semen dengan massa 10 kg diletakkan di atas bidang miring dengan sudut kemiringan 30 derajat. Tentukan gaya normal yang bekerja pada karung semen tersebut.

Pembahasan:

Untuk menentukan gaya normal (N) yang bekerja pada kotak yang diletakkan di atas bidang miring, kamu dapat menggunakan rumus gaya normal N = m x g x cos(θ), di mana m adalah massa kotak, g adalah percepatan gravitasi bumi (9.8 m/s²), dan (θ) adalah sudut kemiringan bidang miring.

N = m x g x cos(θ)
N = 10 kg x 9.8 m/s² x cos(30 derajat)
N = 10 kg x 9.8 m/s² x √3/2

N = 84.6 N

Jadi, gaya normal yang bekerja pada kotak tersebut adalah sekitar 84.6 N. Gaya normal ini bertindak tegak lurus terhadap bidang miring dan mencegah kotak agar tidak tenggelam ke dalam permukaan miring.

Contoh soal 3

Sebuah botol dengan massa 6 kg digantung dengan tali. Tentukan gaya normal yang bekerja pada botol tersebut!

Pembahasan:
Karena botol digantung, gaya normal pada objek tersebut adalah nol. Objek tidak bersentuhan dengan permukaan apapun.

Pembahasan:

Ketika suatu botol digantung bebas di atas tanah atau permukaan, seperti pada kasus ini, gaya normalnya adalah nol. Gaya normal muncul ketika suatu objek bersentuhan dengan permukaan yang menopangnya. Dalam kondisi objek digantung, objek tersebut tidak bersentuhan langsung dengan permukaan, sehingga gaya normalnya dianggap tidak ada.

Jadi, gaya normal pada botol yang digantung dengan tali adalah nol. Gaya yang bekerja pada objek tersebut adalah berat objek, yang ditarik oleh gaya gravitasi bumi. Berat (W) dapat dihitung menggunakan rumus W = m x g, di mana m adalah massa objek 6 kg dan g adalah percepatan gravitasi bumi (sekitar 9.8 m/s²).

Mari kita hitung!
W = m x g
W = 6 kg x 9.8 9.8 m/s²
W = 58.8 N

Jadi, berat botol yang digantung adalah sekitar 58.8 N, dan gaya normalnya adalah nol karena objek tersebut tidak bersentuhan langsung dengan permukaan.

Catatan: Jangan sampai terkecoh oleh soal semacam ini ya!