Tentukanlah rumus untuk menentukan besar gaya normal yang dialami oleh sebuah benda yang berada pada bidang datar dan diberi gaya tekan tegak lurus bidang. Jelaskan dengan gambar dan garis gaya.
Jawaban :
Jika sebuah benda yang berada di atas bidang datar diberi sebuah gaya tekan yang arahnya ke bawah dan tegak lurus terhadap bidang, maka besar gaya normal yang dialami oleh benda tersebut akan sama dengan jumlah gaya berat dan gaya tekan yang dialaminya. Perhatikan langkah-langkah di bawah ini.
Untuk menentukan rumus gaya normal, maka langkah pertama gambarlah garis gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Pertama gambarlah garis gaya berat. Ingat bahwa arah gaya berat selalu ke bawah menuju pusat bumi sehingga gambarnya akan terlihat seperti gambar di atas.
Selanjutnya gambar garis untuk gaya normal. Ingat gaya normal adalah gaya yang diberikan bidang pada benda dan arahnya tegak lurus bidang. Karena bidangnya datar dan lurus, maka arah gaya normal tegak ke atas seperti terlihat pada gambar di atas.
Dari gambar di atas dapat dilihat dengan jelas bahwa ada tiga gaya dalam arah vertikal yang bekerja pada benda, yaitu gaya berat W, gaya normal N, dan gaya tekan F.
Perhatikan bahwa arah gaya normal N berlawanan arah dengan arah gaya berat W dan gaya normal F. Jadi, dalam kasus ini, gaya normal N melawan gaya berat dan gaya tekan. Arah yang berlawanan berarti kerjanya saling bertentangan.
Jika gaya tekan dan gaya berat bekerja menarik benda ke bawah menuju pusat bumi, maka gaya normal yang arahnya ke atas bekerja melawan kedua gaya tersebut sehingga benda tidak menembus bidang dan amblas ke dalam tanah.
Ketika benda ditekan dan benda tetap berada pada posisinya, itu artinya benda tidak mengalami perpindahan atau gerak dalam arah vertikal. Dengan kata lain, benda tidak bergerak ke atas atau anjlok ke bawah menembus bidang datar.
Karena benda diam di posisinya, maka berlaku hukum Newton I. Menurut hukum Newton pertama, resultan gaya untuk benda yang diam akan sama dengan nol.
Benda bisa tetap diam meskipun diberi tekanan karena terdapat gaya normal yang menahan atau meniadakan gaya-gaya yang dialami oleh benda sehingga total gaya yang dialami benda pada kondisi tersebut sama dengan nol.
Selanjutnya lihat hubungan antara F, N, dan W berdasarkan arahnya sesuai dengan konsep hukum Newton pertama. Karena N berlawanan arah dengan F dan W, maka berlaku :
⇒ ∑ F = 0
⇒ N - W - F = 0
⇒ N = W + F
⇒ N = m.g + F
Jadi, rumus gaya normal untuk benda yang ditekan di atas bidang datar adalah:
Keterangan :
N = gaya normal (N)
W = gaya berat benda (N)
F = gaya tekan yang diberikan pada benda (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2).
Jawaban :
Jika sebuah benda yang berada di atas bidang datar diberi sebuah gaya tekan yang arahnya ke bawah dan tegak lurus terhadap bidang, maka besar gaya normal yang dialami oleh benda tersebut akan sama dengan jumlah gaya berat dan gaya tekan yang dialaminya. Perhatikan langkah-langkah di bawah ini.
#1 Gambar Garis Gaya Berat
Untuk menentukan rumus gaya normal, maka langkah pertama gambarlah garis gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Pertama gambarlah garis gaya berat. Ingat bahwa arah gaya berat selalu ke bawah menuju pusat bumi sehingga gambarnya akan terlihat seperti gambar di atas.
#2 Gambar Garis Gaya Normal
Selanjutnya gambar garis untuk gaya normal. Ingat gaya normal adalah gaya yang diberikan bidang pada benda dan arahnya tegak lurus bidang. Karena bidangnya datar dan lurus, maka arah gaya normal tegak ke atas seperti terlihat pada gambar di atas.
#3 Perhatikan Arah Gaya
Dari gambar di atas dapat dilihat dengan jelas bahwa ada tiga gaya dalam arah vertikal yang bekerja pada benda, yaitu gaya berat W, gaya normal N, dan gaya tekan F.
Perhatikan bahwa arah gaya normal N berlawanan arah dengan arah gaya berat W dan gaya normal F. Jadi, dalam kasus ini, gaya normal N melawan gaya berat dan gaya tekan. Arah yang berlawanan berarti kerjanya saling bertentangan.
Jika gaya tekan dan gaya berat bekerja menarik benda ke bawah menuju pusat bumi, maka gaya normal yang arahnya ke atas bekerja melawan kedua gaya tersebut sehingga benda tidak menembus bidang dan amblas ke dalam tanah.
#4 Gunakan Konsep Hukum Hewton I
Ketika benda ditekan dan benda tetap berada pada posisinya, itu artinya benda tidak mengalami perpindahan atau gerak dalam arah vertikal. Dengan kata lain, benda tidak bergerak ke atas atau anjlok ke bawah menembus bidang datar.
Karena benda diam di posisinya, maka berlaku hukum Newton I. Menurut hukum Newton pertama, resultan gaya untuk benda yang diam akan sama dengan nol.
| ∑ F = 0 |
Benda bisa tetap diam meskipun diberi tekanan karena terdapat gaya normal yang menahan atau meniadakan gaya-gaya yang dialami oleh benda sehingga total gaya yang dialami benda pada kondisi tersebut sama dengan nol.
#5 Simpulkan Rumus Gaya Normal
Selanjutnya lihat hubungan antara F, N, dan W berdasarkan arahnya sesuai dengan konsep hukum Newton pertama. Karena N berlawanan arah dengan F dan W, maka berlaku :
⇒ ∑ F = 0
⇒ N - W - F = 0
⇒ N = W + F
⇒ N = m.g + F
Jadi, rumus gaya normal untuk benda yang ditekan di atas bidang datar adalah:
| N = W + F = m.g + F |
Keterangan :
N = gaya normal (N)
W = gaya berat benda (N)
F = gaya tekan yang diberikan pada benda (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2).
0 comments :
Post a Comment