Kekuatan normal: dalam rencana, formula, dan latihan

Kekuatannormal (atau biasa saja) adalah gaya yang diberikan permukaan pada suatu benda. Ketika kita menerapkan gaya ke permukaan, itu akan memberikan gaya reaksi pada kita, di arah yang sama, namun dengan merasakanseberang. Menurut hukum ketiga Newton, gaya normal harus memiliki intensitas yang sama dengan yang diterapkan pada permukaan, selain itu pernahtegak lurus (itu membuat sudut 90º) dengan bidang permukaan ini.

Ketika suatu benda diletakkan pada permukaan yang datar, gaya normal akan bekerja ke arah yang sama dengan Anda Bobot, tetapi dengan arah yang berlawanan. Jadi, gaya normal normal dia bisabatalkan dirimu dengan kekuatan berat, menyebabkan tubuh tetap di keseimbangan.

Sejak kekuatan normal dan kekuatan berat bertindak pada tubuh yang sama, mereka tidak dapat dianggap sebagai pasangan aksi dan reaksi., karena, seperti yang ditetapkan oleh hukum ketiga Newton, pasangan gaya ini hanya bisa ada di tubuh yang berbeda. Di bawah ini, kami akan memahami hubungan antara normal dan berat badan, namun, agar Anda dapat memahami isi teks ini dengan lebih jelas, kami sarankan Anda membaca tentang kami

artikel: Hukum Newton.

Buku-buku di atas meja memampatkannya dengan beratnya, dan meja bereaksi dengan menerapkan gaya normal kepada mereka.

Lihatjuga:Lihat beberapa tips untuk meningkatkan studi fisika Anda

kekuatan normal dan kekuatan berat

Seperti yang dikatakan, kekuatan berat dan kekuatan normal bukan aksi dan reaksi. Meskipun kekuatan-kekuatan ini tampaknya selalu terkait, kompresi apa pun dapat menghasilkan gaya normal: ketika kita mendorong dinding, misalnya, itu akan memberikan gaya normal pada kita yang tegak lurus dengan permukaannya.

Sudah biasa mendengar itu normal dan berat adalah sama dan karena itu saling meniadakan. Namun, pernyataan ini itu tidak selalu benar. Faktanya, ini hanya berlaku untuk kasus yang sangat spesifik: ketika beberapa objek berada dalam keseimbangan dan didukung pada permukaan yang rata sempurna, di bawah aksi eksklusif gaya berat. Mari kita periksa beberapa kasus di mana kekuatan normal tidak sama dengan kekuatan berat:

• Ketika suatu benda ditopang pada meja miring, gaya normal tidak sesuai dengan gaya berat, tetapi hanya dengan komponen vertikalnya;

• Ketika kita berada di dalam lift yang melakukan gerakan menanjak yang dipercepat, gaya normal yang diberikan oleh lantai lift akan lebih besar daripada berat kita;

• Ketika kita berada dalam lift yang turun dengan cepat, gaya normal akan memiliki besar yang lebih kecil dari berat kita, mirip dengan ketika kita merasakan kupu-kupu di perut kita ketika kita memasuki turunan yang curam;

• Gaya normal akan lebih kecil dari gaya berat jika salah satu dari gaya ini menarik benda ke atas. Bahkan jika objek ini tetap diam, kompresi yang dihasilkannya di tanah lebih kecil.

Lihatjuga: Pahami kenapa kita tidak merasakan bumi berotasi

Rumus kekuatan normal

Tidak ada rumus khusus untuk menentukan intensitas gaya normal yang bekerja pada suatu benda. Namun, kita tahu bahwa itu akan ada setiap kali tubuh, di bawah aksi gravitasi, didukung pada beberapa permukaan. Untuk menemukan modul gaya normal, perlu untuk merakit a diagram benda bebas, yaitu, mewakili gaya yang bekerja pada tubuh dan dengan benar mewakili gaya normal sebagai gaya yang membentuk sudut 90º dengan permukaan.

Tahu lebih banyak:Cara Menyelesaikan Latihan Hukum Newton

gaya normal di pesawat

Kasus di mana sebuah benda berada pada bidang dan di bawah aksi eksklusif gaya berat paling sederhana adalah yang paling umum bagi kita untuk mempelajari gaya normal, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:

Dalam situasi yang diilustrasikan, kita melihat bahwa gaya berat dan gaya normal saling meniadakan, jadi dalam hal ini gaya normal memiliki intensitas yang sama dengan berat badan.

Di pesawat, normal dan berat dibatalkan.

gaya normal pada bidang miring

Ketika sebuah benda ditopang pada permukaancondong, gaya kompresi yang diberikannya pada permukaan ini menjadi lebih kecil daripada jika itu horizontal. Hal ini terjadi karena gaya berat yang bekerja pada benda pecah menjadi dua, dan dalam hal ini, gaya normal akan dibatalkan hanya dengan komponen vertikal berat, seperti yang ditunjukkan dalam diagram benda bebas, pada gambar ini:

Pada bidang miring, normal sama dengan komponen y dari berat. [1]

Seperti yang ditunjukkan pada gambar, gaya normal (N) dan komponen y dari berat (P_kamu) bertindak dalam arah yang sama, sehingga kita dapat mengatakan bahwa, dalam situasi ini, kedua gaya ini saling meniadakan, sehingga normalnya setara dengan P_kamu:

Pada bidang miring, normal sesuai dengan sebagian kecil dari berat benda.

Kekuatan normal di lift

ketika kita berada di lift saat diam atau bahkan naik atau turun dengan kecepatan konstan, normalnya akan sama persis dengan berat kita. Namun, jika lift dipercepat ke segala arah (naik atau turun), normalnya mungkin lebih kecil atau lebih besar dari berat kita, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:

Menurut penerapan hukum kedua Newton, gaya yang dihasilkan pada penghuni lift dalam setiap kasus akan menentukan seberapa besar atau lebih kecil besarnya gaya normal. Untuk menemukan hasil di setiap situasi, kami menerapkan hukum ini.

kekuatan normal bekerja

Jika ada benda yang ditopang pada permukaan horizontal bergerak pada arahparalel ke permukaan itu, gaya normal yang bekerja padanya tidak akan bekerja.. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa gaya normal selalu terbentuk pada sudut 90° ke permukaan. Seperti yang kita ketahui, definisi usaha yang dilakukan oleh suatu gaya mengatakan bahwa gaya-gaya yang tegak lurus terhadap perpindahan tidak mampu melakukan usaha, seperti yang ditunjukkan dalam rumus ini:

Karena sudutnya dengan arah horizontal, gaya normal tidak bekerja.

kekuatan normal dan skala

saat kita menginjak timbangan kami tidak mengukur berat badan kami, apalagi massa kami, setidaknya tidak secara langsung. Jika kita mengukur salah satu dari besaran ini, skala tidak akan menunjukkan perubahan apa pun dalam ukurannya jika seseorang bersandar di bahu kita, misalnya.

Apa yang sebenarnya diukur oleh skala adalah gaya normal yang diberikan olehnya, untuk ini, timbangan yang paling umum dilengkapi dengan mata air dikalibrasi dengan benar. Kapan pil, mata air ini merusak bentuk, dan berdasarkan deformasi inilah, setidaknya secara tidak langsung, massa kita diukur.

Lihatjuga: Temukan beberapa penemuan dalam fisika yang terjadi secara tidak sengaja

Latihan Soal pada Kekuatan Normal

Pertanyaan 1) Sehubungan dengan gaya normal, periksa alternatifnya salah:

a) Gaya normal selalu tegak lurus permukaan.

b) Gaya normal muncul sebagai reaksi terhadap berat benda yang bertumpu pada permukaan.

c) Normal dan berat bukan merupakan pasangan aksi dan reaksi.

d) Gaya normal sebanding dengan gaya yang digunakan benda untuk menekan permukaan.

e) Kekuatan normal tidak selalu memiliki modulus sama dengan kekuatan berat.

Templat: Huruf b

Resolusi:

Satu-satunya alternatif yang salah dalam daftar adalah huruf B, karena gaya normal bukanlah gaya reaksi terhadap gaya berat. Padahal, gaya normal adalah gaya reaksi tekan yang ditempatkan pada suatu permukaan.

Pertanyaan 2) Sebuah benda bermassa 5 kg ditopang pada permukaan datar, di tempat yang gravitasinya sama dengan 10 m/s². Tentukan intensitas gaya normal yang bekerja pada benda tersebut.

a) 50 N

b) 2 N

c) 20 N

d) 2,5 N

e) 25 N

Templat: Huruf a

Resolusi:

Cukuplah untuk diingat bahwa ketika sebuah benda berada dalam kesetimbangan dan ditopang pada permukaan horizontal, gaya normal yang bekerja padanya adalah dengan intensitas yang sama dengan beratnya. Periksa perhitungannya:

Pada gambar, hasilnya menunjukkan bahwa gaya normal sama dengan 50 newton.

Pertanyaan 3) Sebuah benda bermassa 5 kg ditopang pada bidang miring, licin, dan licin. Mengetahui bahwa sudut kemiringan permukaan dalam kaitannya dengan arah horizontal sama dengan 30°, tentukan berapa intensitas gaya normal yang bekerja pada benda ini.

a) 50 N

b) 150 N

c) 6 N

d) 25 N

e) 15 N

Templat: Huruf D

Resolusi:

Sebagaimana dinyatakan dalam teks, ketika sebuah benda ditopang pada permukaan miring, normalnya akan sesuai dengan komponen vertikal dari beratnya (P_kamu). Komponen bobot ini dapat dihitung dengan mengalikan bobot dengan kosinus sudut kemiringan. Mengetahui bahwa sudut dalam kasus ini adalah 30º dan cos 30º sama dengan 0,5, maka kita perlu melakukan perhitungan berikut:

Menganalisis perhitungan yang dibuat, kita dapat melihat bahwa, untuk ketika sudut kemiringan bidang adalah 30º, intensitas gaya normal turun setengah dari nilai yang akan diperolehnya jika benda itu beristirahat di permukaan yang sejajar dengan arah horisontal.

Oleh Saya. Rafael Helerbrock