Jenis-jenis gaya dalam fisika itu ada banyak macamnya, salah satunya gaya normal. Gaya normal adalah reaksi yang terjadi saat suatu benda bersentuhan dengan permukaan. Gaya normal selalu tegak lurus terhadap permukaan yang bersentuhan dengan bendanya.

Gaya normal penting dalam fisika karena berperan dalam menjaga keseimbangan benda saat berada pada suatu permukaan dan menyeimbangkan gaya berat yang menarik benda ke arah inti bumi. Mau tahu lebih banyak tentang gaya normal dan gaya berat, Sobat Pintar? Yuk kita belajar bareng agar dapat memahami prinsip dasar di balik interaksi antara benda dan permukaan. 

Pengertian Gaya Normal

Photo by Myles Bloomfield on Unsplash

Pengertian gaya normal sudah sempat disebutkan di awal. Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada benda saat bersentuhan dengan suatu permukaan, dan arahnya selalu tegak lurus dengan permukaan tersebut. Gaya normal bertindak untuk menjaga benda tetap diam atau berdiri tegak lurus di permukaan.

Gaya berat, di sisi lain, adalah gaya tarik gravitasi yang bekerja pada suatu benda menuju inti bumi. Gaya berat bergantung pada massa benda dan percepatan gravitasi di lokasi tersebut. Gaya berat selalu menarik benda ke arah bawah. Gaya berat dan gaya normal dalam fisika saling terkait.

Ketika suatu benda diam di atas suatu permukaan tanpa adanya gaya lain yang bekerja, gaya normal dan gaya berat memiliki besaran yang sama. Gaya normal bertindak ke atas, menyediakan gaya kebalikan yang seimbang dengan gaya berat yang bekerja ke bawah, sehingga benda tetap dalam keadaan seimbang dan tidak bergerak. Dengan kata lain, gaya berat dipahami sebagai gaya yang berlawanan arah dengan gaya normal.

Rumus Gaya Normal

Photo by Karolina Grabowska on Pexels

Rumus gaya normal sebenarnya tidak ada karena gaya normal adalah reaksi dari gaya berat. Namun dalam keadaan diam di atas permukaan, gaya normal memiliki besaran yang sama dengan gaya berat. Oleh karena itu, rumus gaya normal dapat dinyatakan sebagai berikut:

N = W = m x g

Keterangan:

Contoh Gaya Normal

Photo by SimoneBaglietto on Pixabay

Sebagaimana telah disebutkan sebelumnya, gaya yang berlawanan arah dengan gaya normal pada permukaan yang datar adalah gaya berat. Bagaimana bila permukannya adalah bidang miring? Nah, gaya normal yang bekerja pada sebuah benda yang terletak pada bidang miring adalah juga gaya normal, Sobat. Namun pada bidang miring, gaya normal tidak selalu sama dengan gaya berat karena komponen berat benda sejajar dengan bidang miring. Di bawah ini adalah contoh gaya normal pada permukaan horizontal, vertikal, dan miring.

Gaya Normal pada Permukaan Horizontal

Ketika sebuah benda diam di permukaan horizontal, terdapat dua gaya yang bekerja, yaitu gaya berat dan gaya normal. Kedua gaya tersebut saling berlawanan arah.

Dalam situasi ini, gaya normal memiliki besaran yang sama dengan gaya berat karena tidak ada dorongan atau gaya lain yang memengaruhi. Maka dari itu, rumus gaya normal pada bidang datar dapat dituliskan seperti rumus sebelumnya, yaitu N = W, yang mana W adalah hasil perkalian massa benda (m) dengan percepatan gravitasi (g).

Gaya Normal pada Permukaan Vertikal

Pada situasi ketika sebuah benda berada di permukaan vertikal, seperti dinding atau papan, cara mencari gaya normal dilakukan dengan mengetahui respons terhadap gaya berat benda yang menariknya ke bawah. Gaya normal pada permukaan vertikal bertindak tegak lurus terhadap permukaan tersebut. Misalnya, saat seseorang berdiri di dekat dinding, gaya normal yang bekerja pada tubuhnya adalah gaya yang mencegahnya jatuh ke bawah. Gaya normal ini bertindak ke atas dengan besaran yang sama dengan gaya berat tubuh.

Gaya Normal pada Permukaan Miring

Gaya normal pada bidang miring bergantung pada sudut kemiringan permukaan tersebut. Gaya normal masih bertindak tegak lurus terhadap permukaan miring. Pada situasi ini, besaran gaya normal tidak lagi sama dengan gaya berat benda. Gaya normal akan memiliki besaran yang lebih kecil jika sudut kemiringan permukaan makin tajam.

Misalnya, saat sebuah benda diletakkan di atas sebuah bidang miring, gaya normal yang bekerja pada benda akan memiliki besaran yang lebih kecil daripada gaya beratnya. Cara mencari gaya normal pada permukaan miring dapat dihitung menggunakan trigonometri dengan memperhitungkan sudut kemiringan permukaan.

Contoh Soal Gaya Normal

Dalam sebuah kasus, sebuah kardus dengan massa 3 kg ditempatkan di atas lantai dengan keadaan diam. Anda diminta untuk mencari gaya normal yang bekerja pada benda tersebut.

Pembahasan:

Diketahui:

Kita dapat menggunakan rumus gaya normal yang setara dengan gaya berat:

N = W = m.g

Substitusikan nilai massa (m) dan percepatan gravitasi (g) ke dalam rumus:

Dengan demikian, gaya normal yang bekerja pada kardus tersebut adalah 30 N.

Kesimpulan

Sobat Pintar, kita telah belajar tentang gaya normal. Gaya normal adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap suatu permukaan saat benda bersentuhan dengan permukaan tersebut. Gaya normal memiliki peran penting dalam menjaga keseimbangan benda dan mencegahnya jatuh atau bergerak saat berada di permukaan.

Gaya normal memiliki besaran yang sama dengan gaya berat saat benda diam di permukaan horizontal, tetapi gaya normal pada bidang miring dapat berbeda. Dengan memahami contoh gaya normal pada permukaan horizontal, vertikal, dan miring, kita dapat mengaplikasikan prinsip-prinsip yang tepat dalam memahami bagaimana benda berinteraksi dengan permukaan yang berbeda. Pemahaman tentang gaya normal dan penerapannya pada berbagai situasi permukaan dapat membantu kita memahami bagaimana jenis-jenis gaya yang berbeda berperan dalam menjaga keseimbangan dan kestabilan benda.

Penulis: Iqbal Maulana
Penyunting: Deni Purbowati