Gaya Normal

Jika kita memegang batu dengan ketinggian tertentu kemudian kita lepaskan, batu akan bergerak jatuh menuju tanah. Batu bergerak saat kita lepaskan karena batu mendapatkan gaya gravitasi (gaya berat) yang arahnya menuju tanah. Setelah sampai di tanah batu tidak bergerak lagi. Apakah gaya gravitasi tidak bekerja lagi pada batu saat diam di tanah? Sebenarnya gaya gravitasi masih bekerja, namun ada gaya yang berlawanan arah dengan gaya gravitasi sehingga batu tidak bergerak. Gaya ini berasal dari tanah yang menahan batu. Gaya ini namanya gaya normal.

Contoh lainnya misalkan sebuah buku yang diletakkan di atas meja. Buku akan memberikan gaya berupa beratnya kepada meja. Meja juga akan memberikan gaya reaksi untuk menahan buku. Gaya reaksi ini adalah gaya normal.

sumber: www.fisikabc.com

Kalau kita definisikan gaya normal adalah gaya yang diberikan bidang tumpu ke benda yang besarnya sama dengan gaya yang diberikan benda ke bidang tumpu. Gaya normal termasuk gaya kontak karena gaya ini muncul ketika terdapat dua benda saling bersentuhan. Arah gaya normal selalu tegak lurus dengan bidang sentuh.

Gaya normal berlaku hukum newton ketiga bahwa jika sebuah benda A melakukan gaya aksi pada benda B, maka benda B akan melakukan gaya reaksi kepada benda A. Contoh lain misalkan kita menekan dinding, maka kita akan merasakan gaya yang diberikan dinding ke tangan kita. Gaya yang diberikan dinding ini adalah gaya normal.

Rumus Gaya Normal

Tidak ada rumus khusus untuk menentukan nilai gaya normal. Nilainya bisa diketahui dengan menganalisis gerak dan gaya-gaya yang bekerja pada benda. Jadi kita harus menggambarkan arah arah semua gaya pada benda termasuk gaya normal.

Contoh Soal Gaya Normal

No. 1
Terdapat sebuah balok bermassa m yang berada di atas lantai. Jika percepatan gravitasi g, berapa gaya normal pada balok tersebut?

Pembahasan:
$\:\:\:\:\:\:\:\:\,ΣF=0$
$N-mg=0$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:N=mg$

Jadi, gaya normal pada balok tersebut adalah sebesar gaya beratnya $mg$.

No. 2
Terdapat balok bermassa 7 kg yang berada di atas lantai dan balok tersebut ditarik ke atas dengan gaya sebesar 20 Newton. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², berapa gaya normal pada balok tersebut?

Pembahasan:
Dik:
$mg=7\times10=70\:Newton$
Jawab:
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,\,ΣF=0$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:N+20\:Newton-mg=0$
$N+20\:Newton-70\:Newton=0$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,\,N=70\:Newton-20\:Newton$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,\,N=50\:Newton$

Jadi, gaya normal pada balok tersebut adalah sebesar $50\:Newton$.

No. 3
Terdapat balok bermassa 10 kg yang berada di bidang miring. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², berapa gaya normal pada balok tersebut?

Pembahasan:
Dik:
$mg=10\times10=100\:Newton$
Jawab:
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:ΣFy'=0 $
$\,N-mg \:cos\: 30°=0$
$N-100 \times\frac{1}{2}\sqrt{3}=0$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\,N-50\sqrt{3}=0$
$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:N=50\sqrt{3}\:Newton$

Jadi, gaya normal pada balok tersebut adalah sebesar $50\sqrt{3}\:Newton$.

No. 4 (Soal UN Fisika 2011/2012 No. 3)
Perhatikan gambar balok berikut.

Jika massa balok 3 kg, dan percepatan gravitasi 10m.s-2 maka gaya normal yang dialami balok adalah
A. 27 N
B. 30 N
C. 33 N
D. 43 N
E. 45 N