Gaya Normal, Gaya Gesek dan Gaya Berat

Gaya Normal

Gaya Normal

Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada benda yang bersentuhan, di mana arah gaya normal tegak lurus bidang sentuh. Lambang gaya normal adalah N dan satuan sistem internasional adalah kg m/s² atau Newton.

Gaya normal pada bidang datar

N adalah gaya normal yang dikerjakan lantai pada balok, N’ adalah gaya normal yang dikerjakan balok pada lantai. w adalah gaya gravitasi yang bekerja pada balok atau berat balok. N dan N’ merupakan gaya aksi reaksi, sedangkan N dan w bukan gaya aksi reaksi.

Jika balok sedang diam atau tidak bergerak pada arah vertikal maka besar gaya normal dapat dihitung menggunakan hukum I Newton

ΣF_y = 0

N – w = 0

N = w

Jika balok didorong ke bawah dengan gaya F seperti pada gambar di samping maka besar gaya normal :

ΣF_y = 0

N – w – F = 0

N = w + F

Gaya normal pada bidang miring

N dan N’ merupakan gaya aksi reaksi. N adalah gaya normal yang bekerja pada balok dan N’ adalah gaya normal yang bekerja pada bidang miring. W adalah komponen vertikal dari gaya berat (w). Gaya berat (w) bekerja pada balok. Besar gaya normal adalah

ΣF_y = 0

N – w_y = 0

N = w_y = w cos teta

Gaya gesek

Gaya gesek adalah gaya yang melawan gerakan dari dua permukaan yang bersentuhan. Gaya gesek mengubah energi kinetis menjadi panas atau suara.

,

di mana

adalah koefisien gesekan,

adalah gaya normal pada benda yang ditinjau gaya geseknya,

adalah gaya gesek.

Gaya ini memiliki arah yang berlawanan dengan arah gerak benda.

Asal gaya gesek

Gaya gesek adalah akumulasi interaksi mikro antar kedua permukaan yang saling bersentuhan. Gaya-gaya yang bekerja antara lain adalah gaya elektrostatik pada masing-masing permukaan. Dulu diyakini bahwa permukaan yang halus akan menyebabkan gaya gesek (atau tepatnya koefisien gaya gesek) menjadi lebih kecil nilainya dibandingkan dengan permukaan yang kasar, akan tetapi dewasa ini tidak lagi demikian. Konstruksi mikro (nano tepatnya) pada permukaan benda dapat menyebabkan gesekan menjadi minimum, bahkan cairan tidak lagi dapat membasahinya (efek lotus).

Jenis-jenis gaya gesek

Terdapat dua jenis gaya gesek, yaitu;

• gaya gesek statis
• gaya gesek kinetis

yang dibedakan antara titik-titik sentuh antara kedua permukaan yang tetap atau saling berganti.

 Gaya berat

Pengertian Gaya berat adalah gaya tarik bumi yang bekerja pada suatu benda. Berat suatu benda adalah besarnya gaya tarik bumi yang bekerja pada benda tersebut. Berat benda sangat dipengaruhi oleh kuat medan gravitasi dimana benda itu berada. Satuan yang digunakan untuk menyatakan berat adalah Newton (N). Orang terkadang tidak bisa membedakan antara massa dan berat padahal kedua besaran itu tidaklah sama. Massa adalah ukuran banyaknya zat yang terkandung dalam suatu benda. Satuan untuk massa adalah KG.

Gaya berat disemua tempat di permukaan bumi akan selalu mengarah ke pusat bumi. Gaya berat dan massa memiliki hubungan yang berbanding lurus begitu juga dengan percepatan gravitasi bumi. Besarnya percepatan gravitasi pada suatu tempat dipengaruhi jarak tempat tersebut dengan pusat bumi. Semakin jauh tempat dari pusat bumi maka gaya gravitasi buminya akan semakin kecil. Besarnya percepatan gravitasi bumi adalah konstan yakni 9,8 m/s2 atau kadang dibulatkan menjadi 10 m/s2.

Rumus menghitung gaya berat Secara matematis hubungan anatar berat dan massa dapat ditulis seperti ini :

w = m x g
ket :
w = Berat benda, satuan Newton (N)
m = Massa benda, satuan Kilogram (KG)
g = Percepatan Gravitasi, N/KG

Contoh soal gaya berat :

Sebuah benda memiki massa 800 gram. Benda tersebut berada di daerah yang memiliki percepatan gravitasi 10 m/s2. Berapa berat benda tersebut?
Penyelesaian :
Diketahui :
m = 800 gram = 0.8 KG
g = 10 m/s2

Ditanya : w = ?
Jawab :
w = m x g
  = 0,8 Kg x 10 m/s2
  = 8 N/Kg