Rumus Gaya Normal Lengkap dengan Contoh Soalnya

Ilustrasi pelajaran fisika. Foto: Unsplash

Dalam ilmu fisika, gaya normal adalah gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua permukaan yang bersentuhan. Gaya normal selalu tegak lurus dengan permukaan.

Dikutip dari Fisika 1 SMA Kelas X oleh M. Ali Yaz (2007: 135), arah gaya normal merupakan gaya reaksi dan arahnya selalu tegak lurus menjauhi permukaan. Besar gaya normal tidaklah tetap, akan berubah sedemikian rupa untuk menjaga benda tetap di permukaan.

Besarnya gaya normal sama dengan besarnya resultan dari gaya yang bekerja pada permukaan secara tegak lurus dan bekerja pada arah yang berlawanan. Untuk mengetahui cara mencari besar gaya normal atau rumusnya, simak penjelasannya di bawah ini.

Rumus Gaya Normal dan Contoh Soalnya

Gaya normal disimbolkan dengan N. Besar gaya normal bergantung dari resultan gaya yang sejajar dengan gaya normal. Rumus gaya normal dibedakan menjadi dua macam, yaitu rumus untuk bidang permukaan datar dan permukaan miring. Berikut rumus dan contoh soalnya:

1. Rumus Gaya Normal untuk Permukaan Datar

Gaya normal benda yang terletak pada permukaan datar sama dengan gaya berat benda, tetapi berlawanan arah. Rumusnya adalah:

N = w

N = m . g

Keterangan:

N = gaya normal (N)

w = gaya berat (N)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

Contoh soal:

Sebuah kotak penyimpanan dengan massa 4 kg diletakkan di atas lantai dengan keadaan diam. Jika besar percepatan gravitasi 10 m/s², berapa gaya normal benda tersebut?

Pembahasan:

Diketahui: massa (m) = 4 kg, sedangkan percepatan gravitasi (g) = 10 m/s².

Ditanya: gaya normal (N)

Jawab:

N = m.g

N = 4 kg x 10 = 40 N

Jadi, besar gaya normal yang bekerja pada benda tersebut adalah 40 N.

Ilustrasi mengerjakan soal gaya normal. Foto: Unsplash

2. Rumus Gaya Normal untuk Permukaan Miring

Untuk permukaan miring, besar gaya normal memiliki rumus sebagai berikut:

N = w cos α

N = m.g cos α

Keterangan:

N = gaya normal (N)

w = gaya berat (N)

α = sudut kemiringan bidang

m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

Contoh soal:

Sebuah kardus dengan massa 5 kg diletakkan di atas bidang miring yang membentuk sudut 30° terhadap horizontal. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², berapa besar gaya normal yang bekerja pada kardus jika diam di atas bidang miring tersebut?

Pembahasan:

Diketahui: massa (m) = 5 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s², dan sudut kemiringan (α) = 30°

Ditanya: gaya normal (N)

Jawab:

N = w cos α

N = m.g cos α = 5 kg x 10 cos 30°

= 50 x ½ √3 = 25 √3 N

Jadi, besar gaya normal pada kardus tersebut adalah 25 √3 N.

Frequently Asked Question Section

Mengapa besar gaya normal tidak tetap?

Besar gaya normal tidaklah tetap. Besarnya berubah sedemikian rupa untuk menjaga benda tetap di permukaan.

Besaran gaya normal disimbolkan dengan apa?

Gaya normal disimbolkan dengan N.

Ke mana arah gaya normal?

Arah gaya normal merupakan gaya reaksi, dan arahnya selalu tegak lurus menjauhi permukaan.

(SFR)