Tauira o ngā pātai kaha noa

9 Contoh Soal Gaya Normal

1. Balok diam di atas permukaan bidang datar. Massa balok (m) = 1 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s². Besar dan arah gaya normal (N) adalah…
Kōrero

E mōhiotia ana :
Taumaha o te poraka (m) = 1 kg
Te whakaterenga nā te kaha ā-papa (g) = 10 m/s²
Gaya berat (w) = m g = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Niutona
I pātaihia : besar dan arah gaya normal (N)
Whakautu :
Arah gaya normal (N) tampak seperti digambarkan di bawah.

Besar gaya normal
Hukum I Newton menyatakan bahwa jika benda diam maka resultan gaya yang bekerja pada benda = 0. Terdapat gaya berat (w) yang arahnya ke bawah. Karena balok diam maka harus ada sebuah gaya berarah ke atas yang mengimbangi gaya berat sehingga resultan gaya bernilai nol. Gaya berarah ke atas yang mengimbangi gaya berat adalah gaya normal (N). Secara matematis :
2. Kedua balok sedang diam. Massa balok 1 (m₁) = 1 kg, massa balok 2 (m₂) = 2 kg, percepatan gravitasi (g) =10 m/s². Besar dan arah gaya normal yang bekerja pada balok 1 (N₁) dan balok 2 (N₂) ko…
Kōrero
E mōhiotia ana :
Taumaha o te poraka 1 (m₁) = 1 kirokaramu
Taumaha o te poraka 2 (m₂) = 2 kirokaramu
Te whakaterenga nā te kaha ā-papa (g) = 10 m/s²
Berat balok 1 (w₁) = m₁ g = (1)(10 m/s)²) = 10 kg m/s² = 10 Niutona
Berat balok 2 (w₂) = m₂ g = (2)(10 m/s)²) = 20 kg m/s² = 20 Niutona
I pātaihia : N₁ dan N₂
Whakautu :
(a) Gaya normal yang bekerja pada balok 1 (N₁)
N₁ =w₁ = 10 Niutona
Arah N₁ seperti pada gambar di atas.
(b) Gaya normal yang bekerja pada balok 2 (N₂)
N₂ =w₁ + w₂ = 10 Ngā Niutoni + 20 Ngā Niutoni = 30 Ngā Niutoni
Arah N₂ seperti pada gambar di atas.

3. Balok sedang diam. Massa balok (m) = 2 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s², gaya F = 10 Newton. Besar dan arah gaya normal (N) yang bekerja pada balok adalah…
Kōrero
E mōhiotia ana :
Taumaha o te poraka (m) = 2 kg
Te whakaterenga nā te kaha ā-papa (g) = 10 m/s²
Gaya berat (w) = m g = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Niutona
Te Kaha (F) = 10 Newton
I pātaihia : besar dan arah gaya normal (N)
Whakautu :
Arah gaya normal seperti pada gambar di atas.
Besar gaya normal :
4. Balok sedang diam. Massa balok (m) = 1 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s², kaha F₁ = 10 Newton, F₂ = 20 Newton. Besar dan arah gaya normal (N) yang bekerja pada balok adalah…
Kōrero
E mōhiotia ana :
Taumaha o te poraka (m) = 1 kg
Te whakaterenga nā te kaha ā-papa (g) = 10 m/s²
Gaya berat (w) = m g = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Niutona
F₁ = 10 Niutona
F₂ = 20 Niutona
I pātaihia : besar dan arah gaya normal (N)
Whakautu :

Arah gaya normal seperti pada gambar di atas.

5. Massa balok (m) = 2 kg, percepatan gravitasi (g) = 10 m/s², sudut = 60^o. Besar dan arah gaya normal (N) yang bekerja pada balok adalah…
Kōrero
Taitara:
w = gaya berat, w_x = komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring, w_y = komponen gaya berat tegak lurus bidang miring, N = gaya normal, f_k = gaya gesek kinetis.
E mōhiotia ana :
I pātaihia : besar dan arah gaya normal (N)
Whakautu :
Benda diam alias tidak bergerak pada arah tegak lurus dengan permukaan bidang miring, karenanya menurut hukum I Newton, resultan gaya pada arah tegak lurus dengan permukaan bidang miring harus sama dengan nol.
Terdapat dua gaya yang bekerja pada arah yang tegak lurus permukaan bidang miring, yakni gaya wy dan gaya normal. Resultan kedua gaya ini = 0. Secara matematis :
Jadi besar gaya normal adalah 10 Newton.

[Ingarihi: Te kaha noa – ngā raruraru me ngā otinga]

6. Perhatikan gambar balok di bawah! Jika massa balok 2 kg dan percepatan gravitasi 10 m.s^-2 maka gaya normal yang dialami balok adalah….

A. 25 N
B. 30 N
C. 33 N
D. 43 N
E. 45 N
Kōrero
E mōhiotia ana:
w = mg = (2 kg)(10 m/s)²) = 20 kg m/s² = 20 Niutona
F₁ = 10 N
F₂ = 5 N
I pātaihia:
Gaya normal (N) yang dialami oleh balok ?
Whakautu:

Resultan gaya pada arah vertikal adalah :
F₁ + w – F₂ = 10 N + 20 N – 5 N = 25 N
Jika gaya ke bawah = 25 N maka gaya normal = 25 N sehingga benda diam.
Ko te whakautu tika ko A.

7. Agar gaya normal yang bekerja pada balok sebesar 20 N maka besar dan arah gaya luar yang bekerja pada balok adalah…

A. 50 N ke bawah
B. 30 N ke atas
C. 30 N ke bawah
D. 20 N ke atas
E. 20 N ke bawah
Kōrero
E mōhiotia ana:
Gaya berat (w) = 40 N
Gaya normal (N) = 20 N
Ditanya : besar dan arah gaya luar agar gaya normal = 20 N ?
Whakautu:
Besar gaya normal = 20 N dan arah gaya normal ke atas. Benda diam karenanya arah gaya ke bawah yang mengimbangi gaya normal harus sama dengan 20 N.
Besar gaya berat = 40 N dan arahnya ke bawah sehingga diperlukan gaya luar sebesar 20 N yang arahnya ke atas.
Ko te whakautu tika ko D.

8. Perhatikan gambar balok berikut ini. Jika massa balok 3 kg dan te whakaterenga nā te kaha ā-papa 10 ms^-2 māka gaya normal yang dialami balok adalah ….

A. 27 N
B. 30 N
C. 33 N
D. 43 N
E. 45 N

Kōrero
E mōhiotia ana:
w = mg = (3 kg)(10 m/s)²) = 30 Newton (arah ke bawah)
F₁ = 5 N (arah ke bawah)
F₂ = 8 N (arah ke atas)
Ditanya : Gaya normal (N) ?
Whakautu:

Gaya normal dikerjakan oleh lantai pada balok dan arahnya tegak lurus permukaan lantai. Selain gaya normal, terdapat tiga gaya yang bekerja pada balok yakni F₁, F₂ dan w. Besar gaya normal sama dengan resultan ketiga gaya ini, agar te kaha hua pada arah vertikal sama dengan nol, benda diam dan hukum I Newton terpenuhi.
Gaya yang searah dijumlahkan dan yang berlawanan arah dikurangi.
w + F1 – F2 = 30 + 5 – 8 = 35 – 8 = 27 N
Resultan ketiga gaya ini adaalah 27 N. Besar gaya normal = 27 Newton.
Ko te whakautu tika ko A.

9. Agar gaya normal yang bekerja pada balok sebesar 20 N maka besar dan arah gaya luar yang bekerja pada balok adalah…

A. 50 N ke bawah
B. 30 N ke atas
C. 30 N ke bawah
D. 20 N ke atas
E. 20 N ke bawah

Kōrero
E mōhiotia ana:
w = 50 N
N = 20 N
Ditanya : besar gaya luar (F) yang bekerja pada balok ?
Whakautu:
Agar gaya normal (N) = 20 N maka harus ada gaya luar (F) = 30 N dan berlawanan arah dengan kaha ā-papa (w) = 50 N.
Besar gaya luar (F) = 30 N, arah gaya luar ke atas.
Ko te whakautu tika ko B.