Gaya Normal, Gaya Berat, dan Gaya Gesek, dengan Contoh Soal

Dalam mempelajari materi Gaya, kita nantinya akan sering menemukan istilah gaya normal, gaya berat, dan gaya gesek. Kita perlu memahami pengertian ketiganya agar dapat menentukan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda secara tepat.

Pengertian Gaya Normal, Gaya Berat, dan Gaya Gesek

Kita di materi sebelumnya sudah pernah membahas tentang Konsep Gaya dan Hukum Newton, di mana dijelaskan bagaimana gaya-gaya bekerja pada sebuah benda membentuk resultan gaya. Lalu sebenarnya apa itu gaya normal, gaya berat, dan gaya gesek itu?

Gaya Normal

Gaya Normal (N) adalah gaya yang bekerja pada suatu bidang sentuh, di mana arah gayanya tegak lurus dengan bidang sentuh tersebut.

Gaya Berat

Gaya Berat (W) adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda yang memiliki massa tertentu dan arahnya selalu tegak lurus, menuju ke pusat bumi.

Gaya Normal, Gaya Berat, dan Gaya Gesek - Latihan Soal dan Pembahasan

Keterangan:

W = berat benda / gaya berat (N atau kg m/s2)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)

Berat biasanya disama-artikan dengan massa, padahal sebenarnya berat adalah interaksi antara massa dengan besarnya gaya gravitasi di suatu tempat.

Perbedaan Massa dengan Berat

Berikut perbedaan massa dan berat yang perlu kalian ketahui.

Berat

Massa

Nilainya bergantung pada posisi atau kedudukan suatu benda (gravitasi suatu tempat).

Nilainya TIDAK bergantung pada posisi atau kedudukan suatu benda (gravitasi suatu tempat).

Untuk benda yang sama, nilainya bisa berubah di tempat yang berbeda.

Untuk benda yang sama, nilainya selalu tetap di mana saja.

Besaran vektor, memiliki arah

Besaran skalar, tidak memiliki arah

Dapat diukur dengan Neraca Pegas

Dapat diukur menggunakan Neraca

Gaya Gesek

Gaya gesek terjadi karena adanya dua permukaan benda yang saling bergesekan. Arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Besarnya gaya gesek ditentukan oleh tingkat kekasaran bidang yang bergesekan. Semakin kasar permukaan, semakin besar gaya gesek yang ditimbulkan.

  • Jika gaya gesekan di udara diabaikan maka gaya gesekan bergantung pada kekasaran permukaan benda.
  • Semakin kasar permukaan, maka semakin besar gaya gesekannya. Kecepatan, percepatan, dan luas bidang benda tidak mempengaruhi besarnya gaya gesekan.
  • Ada 2 (dua) jenis gaya gesek, yaitu:
    • Gaya gesek statis (fs), gasa gesek yang terjadi pada saat benda masih dalam keadaan diam atau belum bergerak.
    • Gaya gesek kinetis (fk), gaya gesek yang terjadi saat benda bergerak.

Penerapan Gaya Gesek dalam Kehidupan Sehari-hari

  • Contoh gaya gesek yang menguntungkan:
    • Gesekan parasut dengan udara pada penerjun payung.
    • Gesekan pada rem motor atau mobil.
    • Gesekan alas kaki dengan lantai.
  • Contoh gaya gesek yang merugikan:
    • Gesekan antar bagian-bagian mesin mobil sehingga mesin cepat panas dan aus.
    • Gesekan antara permukaan ban dengan jalan, membuat ban mobil cepat halus.
  • Upaya mengurangi gaya gesek pada suatu benda:
    • Memperlicin permukaan benda yang bersentuhan dengan cara memberi pelumas.
    • Memberi celah udara antara kedua permukaan benda yang bergesekan.
    • Menaruh benda di atas roda-roda atau pesawat sederhana.
Contoh Gaya Gesek

Contoh Soal Gaya Normal, Berat, dan Gesek dengan Pembahasan

SOAL 1
Massa sebuah benda di bumi adalah 6 kg. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2 dan bulan memiliki percepatan gravitasi seperenam kalinya, maka berat benda di bulan sebesar ….

A. 30 N
B. 20 N
C. 10 N
D. 5 N

Pembahasan:

Diketahui:
m = 6 kg
g bumi = 10 m/s2
g bulan = 1/6 g bumi = 1/6 x 10 m/s2
Ditanya : W bulan (berat benda di bulan) = … N.
Jawab:
Karena massa nilainya selalu sama untk benda yang sama dan tidak bergantung pada kedudukan, maka,
W bulan = m . g bulan = 6 kg. 1/6 x 10 m/s2 = 10 kg . m/s2 = 10 N.

Jawaban: C. 10 Newton

SOAL 2
Sebuah benda beratnya 60 N ketika berada di bumi (diketahui g bumi = 10 m/s2). Jika benda tersebut dibawa ke tempat yang memiliki percepatan gravitasi sebesar 3 m/s2, maka berat benda tersebut menjadi ….

A. 18 N
B. 32 N
C. 12 N
D. 210 N

Pembahasan:

Diketahui:
W 1 = 60 N
g 1 = 10 m/s2
g 2 = 3 m/s2
Ditanyakan: W 2 (berat benda) = …. N.
Jawab:
Karena massa nilainya selalu sama untuk benda yang sama dan tidak bergantung pada kedudukan (gaya gravitasi) maka,

Rumus Gaya Berat

Gunakan rumus perbandingan,

Contoh Soal dan Pembahasan Gaya Normal Berat Gesek

Jawaban: A. 18 Newton

SOAL 3
Jika sepeda yang sedang melaju kita biarkan tidak dikayuh lagi maka lema kelamaan sepeda akan berhenti, karena ….

A. terdapat gaya gesekan antara As roda sepeda dengan bagian luarnya
B. terdapat gaya gesekan antara pesepeda dengan sepedanya
C. terdapat gaya gesekan antara kaki dengan pedal
D. terdapat gaya gesekan antara ban dengan tanah

Pembahasan:

  • Yang menyebabkan sepeda yang sedang melaju menjadi berhenti (tanpa direm) adalah karena adanya gaya gesekan antara as sepeda dengan bagian luarnya.
  • gaya gesekan antara ban dengan tanah merupakan gaya gesekan statis, jadi tidak menyebabkan sepeda berhenti.

Jawaban: A. gaya gesek as roda dengan bagian luar

SOAL 4
Berat benda di kutub lebih besar daripada berat benda di khatulistiwa, karena ….

A. panjang jari-jari bumi ke kutub paling besar
B. panjang jari-jari bumi ke khatulistiwa paling kecil
C. nilai gravitasi di kutub paling besar
D. nilai gravitasi di khatulistiwa paling besar

Pembahasan:

Semakin dekat suatu tempat ke pusat bumi, maka akan mengalami gaya tarik gravitasi semakin besar. Jarak kutub ke pusat bumi lebih dekat dibandingkan jarak khatulistiwa ke pusat bumi, sehingga gaya gravitasi kutub lebih besar daripada gaya gravitasi di khatulistiwa. Dengan demikian, berat benda di kutub lebih besar dibandingkan berat benda yang sama di khatulistiwa.

Jawaban: C. nilai gravitasi di kutub paling besar

Demikian sedikit materi tentang gaya normal, gaya berat, dan gaya gesek dari Pak Chandra. Semoga contoh soal dan pembahasan di atas mampu membuat kalian memahami materi ini dengan baik.

Tinggalkan komentar