Gaya Normal Contoh Soal Beserta Pembahasannya Mudah dan Lengkap

 

Hallo sobat belajar!!!

Selamat datang Kembali di halaman  https://bloghalamansekolah.blogspot.com

Setelah sebelumnya kita membahas tentang gayaberat Kali ini kita akan membahas tentang gaya normal berikut Pengertian, Rumus serta contoh soal yang dilengkapi dengan pembahasannya yang mudah dan lengkap.

Pada pembahasan sebelumnya, telah dibahas bahwa penyebab dari gerak suatu benda adalah gaya. Sir Isaac Newton merupakan orang yang berhasil menganalisi adanya hubungan antara gerak dan gaya dengan melahirkan tiga hukum newton, yaitu hukum newton 1, 2 dan 3.

Baca Lagi :

·   Hukum-Hukum Newton Tentang Gerak Dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-hari

·    27 ContohSoal dan Pembahasan Hukum Newton

·    Gaya Berat Pengertian & Rumus, Contoh Soal + Pembahasan

 

Suatu Gaya bisa berupa suatu dorongan atau tarikan yang bisa mempercepat atau memperlambat gerak pada suatu benda. Dalam kehidupan sehari-hari gaya biasanya secara umum dibagi kedalam dua macam yaitu;

a.   Gaya langsung yaitu sesuatu yang dapat memberi gaya yang berhubungan atau bersentuhan langsung dengan benda yang dikenai gaya. Misalkan kita dorong mobil atau meja, menarik gotrok dan lain-lain.

b.    Gaya tak langsung yaitu gaya yang bekerja di antara dua buah benda akan tetapi kedua benda tersebut tidak bersentuhan. Contoh gaya tak langsung misalkan gaya gravitasi.

 

Ada beberapa gaya selain gaya dorong, gaya tarik atau gaya gravitasi maupun gaya berat. Nah, Pada kesempatan kali ini kita akan membahas  gaya normal.

Pengertian Gaya Normal

Dalam kehidupan sehari-hari, apabila kita memperhatikan bahwa arah gaya berat benda selalu menuju kebawah. Artinya dengan adanya gaya berat ini, benda akan cenderung untuk selalu jatuh menuju titik pusat bumi. Namun, hal ini menimbulkan pertanyaan mengapa jika kita meletakan suatu benda yang berada di atas meja tidak langsung jatuh ke titik pusat bumi ke tanah atau lantai?

Jawabannya adalah benda yang berada di atas meja tidak langsung jatuh ke bumi atau disebabkan karena meja memberikan gaya perlawanan (ingat hukum 1 newton) tegak lurus dari permukaan meja yang arahnya ke atas pada benda tersebut. Gaya yang diberikan meja ini disebut gaya normal (N).

Dengan demikian dapat disimpulkan Gaya Normal adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Lambang gaya normal adalah N dan satuan Sistem Internasionalnya adalah kg.m/s² atau Newton.

Persamaan atau Rumus Gaya Normal

Persamaan atau Rumus gaya normal dapat ditentukan dengan menggunakan Hukum II Newton tentang gerak, yaitu:

dengan ketentuan jika benda diam, maka nilai percepatannya adalah nol (a = 0). Sebaliknya jika benda bergerak. maka percepatannya adalah tetap (a = konstan) atau benda mengalami gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

Dari gambar gaya normal pada benda yang terletak pada bidang datar horizontal, bidang miring dan bidang vertikal di atas, maka persamaan gaya normal pada benda tersebut adalah sebagai berikut:

Persamaan Gaya Normal Pada Bidang Horizontal

1.      Persamaan Gaya Normal Pada Bidang Horizontal

 

Adapun persamaan gaya normal suatu benda yang terletak diam pada bidang horizontal adalah sebagai berikut:

N = w

 

2.     Persamaan Gaya Normal Pada Bidang Miring

Adapun persamaan gaya normal suatu benda yang terletak pada bidang miring adalah sebagai berikut:

N = w cos α

 3.     Persamaan Gaya Normal Pada Bidang Vertikal

Adapun persamaan gaya normal suatu benda yang ditekan pada bidang vertikal adalah sebagai berikut:

 

N = F

Persamaan-persamaan gaya normal di atas merupakan contoh gaya normal pada tiga bidang keadaan yaitu pada bidang horizontal, bidang miring dan bidang vertikal. Sebenarnya masih banyak kondisi atau keadaan lain yang tiap-tiap keadaan memiliki rumus gaya normal yang berbeda.

Contoh Soal Gaya Normal dan Jawabannya

1. Sebuah balok diam di atas permukaan bidang datar. Massa balok sebesar  2 kg, percepatan gravitasi bumi 10 m/s². Besar dan arah gaya normal adalah...

Pembahasan:

Diketahui:

m = 2 kg

g = 10 m/s²

Ditanyakan: besar dan arah gaya berat (w)

Jawab:

Perhatikan gambar diagram gaya yang bekerja pada balok di bawah ini.

  

Karena balok dalam keadaan diam, maka pada arah vertikal (tegak lurus) berlaku persamaan sebagai berikut:

ΣF_Y = 0

N – w = 0

N = w

N = mg

N = (2 kg)(10 m/s²)

N = 20 Newton

Dengan demikian besar gaya berat balok tersebut adalah 20 N dan arahnya ke atas tegak lurus bidang.

2. Sebuah balok bermassa 5 kg. jika g = 10 m/s² maka tentukan gaya normal yang bekerja pada balok jika diam di atas bidang miring yang membentuk sudut 30⁰ terhadap horisontal.

Jawab

Perhatikan gambar di atas. gaya-gaya pada balok dapat dilihat pada gambar tersebut. Balok dalam keadaan diam pada arah tegak lurus bidang berarti berlaku persamaan berikut.

ΣF_Y = 0

N – w cos α = 0

N – w cos 30^o = 0

N – 50 × ½ √3 = 0

N = 25 √3 N

3. Perhatikan gambar berikut ini.

 

Kedua balok dalam keadaan diam. Massa balok 1 adalah = 1 kg, massa balok 2 adalah 2 kg, percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s². Besar gaya normal yang bekerja pada balok 1 dan balok 2 adalah...

Pembahasan:

Diketahui:

m₁ = 1 kg

m₂ = 2 kg

g = 10 m/s²

Ditanyakan: besar gaya normal yang dialami benda 1 dan 2.

Jawab:

Perhatikan gambar diagram gaya yang bekerja pada balok di bawah ini.

Untuk balok 1

Gaya vertikal yang bekerja pada balok atas adalah sebagai berikut.

ΣF_Y = 0

N₁ – w₁ = 0

N₁ = w₁

N₁ = m₁g

N₁ = (1)(10)

N₁ = 10 N

Dengan demikian, gaya normal yang dialami balok 1 sebesar 10 Newton.

Untuk balok 2

Gaya vertikal yang bekerja pada balok bawah adalah sebagai berikut.

ΣF_Y = 0

N₂ – w₁ – w₂ = 0

N₂ = w₁ + w₂

N₂ = m₁g + m₂g

N₂ = (m₁ + m₂)g

N₂ = (1 + 2)10

N₂ = (3)(10)

N₂ = 30 N

Dengan demikian, gaya normal yang dialami oleh balok 2 sebesar 30 Newton.

Nah! Demikian tadi penjelasan tentang gaya berat. semoga penjelasan tersebut bisa menambah pengetahuan dan bermanfaat buat kita semua. Silahkan kunjungi simak pembahasan materi lainnya diweb/blog ini.

Terima Kasih, atas kunjungannya.

 

Gaya Berat Pengertian & Rumus, Contoh Soal + Pembahasan

Hallo sobat belajar!!!

Selamat datang Kembali di halaman  https://bloghalamansekolah.blogspot.com/.

Kali ini kita akan membahas tentang gaya berat berikut Pengertian, Rumus serta contoh soal yang dilengkapi dengan pembahasan.

Sumber Gambar : https://www.piqsels.com/id/search?q=Wanita+mengangkat+barbel

Pada pembahasan sebelumnya, telah dibahas bahwa penyebab dari gerak suatu benda adalah gaya. Dan Sir Isaac Newton adalah orang yang berhasil menganalisi hubungan antara gerak dan gaya dengan melahirkan tiga hukum newton, yaitu hukum newton 1, 2 dan 3.

Baca Lagi :

• Hukum-Hukum Newton Tentang Gerak Dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-hari
• 27 Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Newton

Gaya bisa berupa dorongan atau tarikan yang akan mempercepat atau memperlambat gerak pada suatu benda. Dalam kehidupan sehari-hari gaya biasanya secara umum dibagi kedalam dua macam yaitu;

a.   Gaya langsung yaitu sesuatu yang dapat memberi gaya yang berhubungan atau bersentuhan langsung dengan benda yang dikenai gaya. Misalkan kita dorong mobil atau meja, menarik gotrok dan lain-lain.

b.    Gaya tak langsung yaitu gaya yang bekerja di antara dua buah benda akan tetapi kedua benda tersebut tidak bersentuhan. Contoh gaya tak langsung misalkan gaya gravitasi.

Ada beberapa gaya selain gaya dorong, gaya tarik atau gaya gravitasi. Nah, Pada kesempatan kali ini kita akan membahas  gaya berat.

Pengertian Gaya Berat

Gaya berat atau sering disebut berat merupakan gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda yang memiliki bermassa. Apabila suatu benda berada diatas permukaan bumi, maka gaya gravitasi yang bekerja adalah gaya gravitasi atau gaya tarik bumi. Gaya berat  dilambangkan dengan huruf “w”, singkatan dari Bahasa inggris “weight” dengan Satuannya adalah kg.m/s² atau Newton (N).

 

Persamaan atau Rumus Gaya Berat

Gaya berat atau berat benda dapat dinyatakan sebagai berikut.

w = m x g …………… Pers. (1)

Keterangan:

w = berat benda (N)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

Berdasarkan persamaan tersebut, berarti berat benda tergantung pada besarnya percepatan gravitasi di tempat benda berada.

Percepatan gravitasi bumi di beberapa tempat berbeda-beda. Di daerah kutub (Kutub Utara dan Kutub Selatan) besar percepatan gravitasi bumi adalah 9,83 m/s² sedangkan di daerah khatulistiwa adalah 9,78 m/s².

Secara umum, besar percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s². Biasanya dalam soal-soal fisika, besar percepatan gravitasi bumi sudah ditentukan sebelumnya, yaitu sebesar 9,8 m/s² atau 10 m/s². Namun, apabila didalam soal fisika nilai percepatan gravitasi tidak disebutkan, kita bisa menggunakan 10 m/s² sebagai nilai percepatan gravitasinya.

Yang perlu kita tahu bahaw berat suatu benda di Bumi, Bulan dan Planet lain atau di luar angkasa besarnya akan berbeda-beda. Sebagai contoh, percepatan gravitasi (g) di permukaan bulan kira-kira 1/6 kali percepatan gravitasi di permukaan bumi. Sehingga massa 1 kg di permukaan bumi yang beratnya 9,8 N ketika berada di permukaan bulan, beratnya menjadi 1,7 N. Naah sekarang jadi tahukan…!

Sumber Gambar : https://vegan.rocks/id/blog/how-to-lose-weight-as-fast-as-possible/

Satu hal yang penting harus kita ingat adalah banyak orang yang salah mengartikan antara massa dengan berat. Massa merupakan ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda. Massa (m) suatu benda besarnya selalu tetap dimanapun benda tersebut berada, satuannya kg. Berat (w) merupakan gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Satuan berat adalah Newton (N).

Contoh soal dan pembahasan

Untuk menambah pemahaman kalian tentang berat benda, perhatikan contoh di bawah ini.

Contoh Soal 1

Sebuah kelapa mempunyai massa 2 kg. Berapakah berat kelapa, jika percepatan gravitasi di tempat itu 9,8 m/s2?

Penyelesaian:

Diketahui:

m = 2 kg

g = 9,8 m/s2

Ditanyakan: w = …?

Jawab:

Untuk mencari berat benda, gunakan persamaan:

w = mg

w = 2 kg × 9,8 m/s²

w = 19,6 N

Jadi, berat kelapa tersebut adalah 19,6 N.

Contoh Soal 1

Teti adalah seorang astronaut yang akan melakukan ekspedisi penelitian ke bulan. Pada saat ditimbang di bumi beratnya 588 N. Berapakah berat Teti tersebut jika ditimbang di bulan yang mempunyai percepatan gravitasi 1/6 kali gravitasi bumi?

Penyelesaian:

Diketahui:

w_bumi = 588 kg

g_bulan = (1/6) × gbumi

Ditanyakan: wbulan = …?

Jawab:

Perlu diketahui bahwa massa benda dimanapun selalu sama, jadi:

m_bumi = m_bulan

w_bumi/g_bumi = w_bulan/g_bulan

w_bulan = (w_bumi × g_bulan)/g_bumi

w_bulan = (558 × 1/6 × g_bumi)/g_bumi

w_bulan = 98 N

Jadi, berat Teti saat berada di bulan adalah 98 N.

Nah! Demikian tadi penjelasan tentang gaya berat. semoga penjelasan tersebut bisa menambah pengetahuan dan bermanfaat buat kita semua. Silahkan kunjungi simak pembahasan materi lainnya diweb/blog ini.

 Terima Kasih, atas kunjungannya.

Hukum-Hukum Newton Tentang Gerak Dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-hari

 

Hallo Sobat Belajar https://bloghalamansekolah.blogspot.com/.

Pernahkah kamu mendengar nama Sir Isaac Newton atau lebih dikenal dengan nama Newton saja?Tentunya pasti pernah dong, baik itu di buku pelajaran kamu, atau pernah dibahas di kelas.

Sir Isaac Newton FRS PRS (25 Desember 1642 – 20 Maret 1726/27^[1]) adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi, filsuf alam, lkimiawan, teolog dan penulis Inggris yang secara luas diakui sebagai salah satu matematikawan, fisikawan terbesar, dan ilmuwan paling berpengaruh sepanjang masa. Dia merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika klasik.^[6]

Sir Isaac Newton ini adalah orang yang berhasil menghubungkan keterkaitan antara gerak dan gaya. Kita tahu bahwa penyebab dari gerak suatu benda diakibatkan karena adanya gaya (Lihat Dinamika Mekanika).

Ada beberapa pengaruh gaya yang bisa terjadi pada benda yakni:

1. Gaya menjadi sebab benda yang diam jadi bergerak. Misalnya kursi yang diam ditarik mendekat, atau meja didorong menjauh, dan lainnya.

2. Gaya menjadi sebab benda yang bergerak jadi diam. Misalnya sebuah kelereng yang sedang bergulir, ditahan oleh tangan sampai berhenti atau sepeda yang bergerak, ditahan dengan kaki hingga berhenti bergerak, dan lainnya.

3. Gaya menyebabkan benda berubah arah. Misalnya bola yang bergulir ditendang ke arah sebaliknya.

4. Gaya menyebabkan benda bergerak lebih cepat. Misalnya kereta bayi yang didorong lebih cepat, atau sepeda motor yang digas agar lebih kencang.

5. Gaya menyebabkan bentuk benda berubah. Misalnya sebuah kotak diinjak hingga penyet, atau sebuah balon yang ditusuk sampai meledak.

Nah, pada pembahasan kali ini, kita akan membahas tentang tiga Hukum Newton I, II dan III serta bagaimana penerapannya dalam kehidupan sehari-hari dilengkapi dengan contoh soal serta pembahasannya.

 

HUKUM I NEWTON

Hukum I Newton tentang gerak ini sering pula disebut hukum kelembaman atau hukum inersia.

Kenapa benda mengalami kelembaman atau Inersia?

Dikatakan kelembaman/Inersia karena sifat dasar dari sebuah benda/materi/partikel adalah benda/materi pada haikatnya akan selalu mempertahankan kedaan nyamannya. Maka, ketiak benda/materi tersebut mengalami gangguan atau gaya dari luar dia akan melawan sebesar gaya tersebut.

Hukum I Newton berbunyi” Jika Resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan nol, maka benda yang pada awalnya diam, maka benda tersebut akan tetap diam. Dan jika benda tersebut pada awalnya yang bergerak, maka benda tersebut akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan (gerak lurus beraturan) selama tidak ada resultan gaya luar yang bekerja padanya”.

Hukum newton tentang gerak sering juga dituliskan

∑F = 0,

 maka partikel akan diam atau gerak lurus beraturan (glb)

Dalam kehidupan nyata, konsep hukum kelembaman atau hukum inersia ini dapat kita jumpai dalam peristiwa sehari-hari. Misalkan kita sedang naik motor yang melaju kencang tiba-tiba di rem mendadak. Apa yang terjadi dengan badan kamu? Pasti badan kita akan terasa terdorong kedepan. Atau contoh kedua ketika kamu sedang naik angkot dengan laju tetap tiba-tiba angkot tersebut digas atau kecepatnnya ditambah secara mendadak, maka badan kita akan terdorong ke belakang.

Dari kedua tersebut memperlihatkan bahwa benda akan mengalami kecenderungan untuk mempertahankan keaadaannya. Jadi, jika benda yang sedang bergerak akan tetap terus bergerak atau benda yang diam akan tetap diam bila tidak ada resultan gaya luar yang bekerja benda tersebut.

HUKUM II NEWTON

Bunyi Hukum Newton II adalah "Percepatan dari suatu benda akan sebanding dengan resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya".

Jika dirumuskan dalam persamaan menjadi:

 

Hukum II Newton ini merupakan dasar untuk mempelajari dinamika gerak yang merupakan bagian dari bahasan mekanika (kajian gerak dalam fisika). Dimana dinamika gerak adalah ilmu yang mempelajari tentang gerak dan sifatnya dengan memperhitungkan penyebabnya. Di dalam ilmu mekanika gerak juga ada yang disebut dengan Kinematika gerak. Kinematika gerak merupakan ilmu yang mempelajari gerak dan sifatnya tanpa memperhitungkan penyebabnya.

Satuan untuk gaya adalah kgm/s² atau dikonversikan dengan nama Newton yang sering ditulis dengan huruf “N”.

Sebagai contoh peristiwa yang bisa kita temui yang merupakan aplikasi dari hukum II newton mengenai percepatan dan gaya misalnya pada saat kita naik sepeda ketika menuju jalan yang menurun, maka sepeda kita akan mengalamipbertambahan kecepatannya. Artinya gerak kita pada saat yang memakai sepeda mengalami penambahan kecepatan.

HUKUM III NEWTON

Tentulah kita pernah secara tidak sengaja tersandung batu atau benda di jalanan bukan?

Lalu apa yang kita rasakan? Pastinya kaki kita akan merasakan rasa sakit bukan?

Mengapa kita merasakan sakit? Hal ini kemudian dikaji oleh Newton. Newton menyatakan bahwa tidak ada gaya yang hanya melibatkan satu benda, pasti gaya tersebut berasal dari benda lain yang saling bersentuha. Suatu gaya minimal membutuhkan dua buah benda yang saling berinteraksi atau bsersentuhan. Misalkan benda 1 mengerjakan gaya pada 2 (aksi), maka 2 akan mengerjakan gaya pada 1 (reaksi). Kedua gaya ini bekerja secara bersamaan. Pasangan kedua gaya tersebut dikenal dengan gaya aksi-reaksi. Sehingga hukum III newton sering disebut hukum Aksi-Reaksi.

 

Hukum III Newton yang berbunyi:

"Jika benda Pertama mengerjakan gaya pada benda Kedua, maka benda Kedua akan mengerjakan gaya pada benda Pertama dengan besar gaya yang sama, namun dengan arah gaya benda kedua yang berlawanan."

Jadi syarat dari konsep fisika dari aksi reaksi adalah sebagai berikut:

• Pasangan aksi reaksi ada bila dua benda berinteraksi
• Aksi reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda
• Aksi reaksi sama besar tetapi berlawanan arah

Contoh peristiwa pasangan gaya aksi reaksi adalah:

• Seorang anak memakai sepatu roda dan berdiri mengahadap tembok. Jika anak tersebut mendorong tembok (Faksi), maka tembok akan mendorong tangan  dengan besar gaya yang sama tetapi berlawanan (Freaksi) sehingga anak tersebut terdorong ke belakang.
• Saat palu besi memukul ujung paku berarti palu mengerjakan gaya pada ujung paku (Faksi) maka paku akan memberikan gaya pada palu (Freaksi)