Hvordan beregner du størrelsen af ​​normal kraft?

1. Definition:

Den normale kraft er en kontaktkraft, der virker vinkelret på overfladen af ​​kontakt mellem to objekter. Det er den kraft, der forhindrer et objekt i at passere gennem et andet.

2. Ligevægt:

I de fleste tilfælde bestemmes den normale kraft af tilstanden i ligevægt. Dette betyder, at nettokraften, der virker på et objekt, er nul.

3. Gratis kropsdiagram:

For at beregne den normale kraft skal du tegne et gratis kropsdiagram over objektet. Dette diagram skal omfatte alle kræfter, der virker på objektet, herunder tyngdekraft, anvendte kræfter og den normale kraft.

4. Newtons anden lov:

Anvend Newtons anden bevægelseslov (F =MA) på objektet i retningen vinkelret på kontaktoverfladen. Summen af ​​kræfterne i denne retning skal være nul for at objektet skal være i ligevægt.

5. Beregninger:

Her er nogle almindelige scenarier, og hvordan man beregner den normale kraft:

* Objekt på en vandret overflade:

* Normal kraft =Vægt af objektet:

* N =mg

* Hvor n er den normale kraft, er m massen af ​​objektet, og g er accelerationen på grund af tyngdekraften (9,8 m/s²).

* Objekt på et skråt plan:

* Normal kraft =Vægt af objektet * Kosinus af hældningsvinklen:

* N =mg * cos (θ)

* Hvor θ er vinklen mellem det skrå plan og det vandrette.

* objekt skubbes eller trækkes:

* Normal kraft =Vægt af objektet + (Applied Force * sinus af vinklen mellem den påførte kraft og den normale):

* N =mg + f_appliceret * sin (θ)

* Dette overvejer det tilfælde, hvor en anvendt kraft har en komponent vinkelret på overfladen.

Eksempel:

Lad os sige, at du har en 10 kg kasse, der hviler på et vandret bord. Den normale kraft, der virker på kassen, er:

* N =mg =(10 kg) (9,8 m/s²) =98 n

Vigtige punkter:

* Normal kraft er ikke altid lig med vægt: Dette er kun sandt, når overfladen er vandret, og der er ingen andre kræfter, der virker vinkelret på overfladen.

* Normal kraft er altid vinkelret på overfladen: Det har ikke en komponent parallelt med overfladen.

* Normal kraft kan være nul: Hvis et objekt er i frit fald, er der ingen normal kraft, der virker på det.

Husk: Beregningen af ​​normal kraft kan være mere kompliceret i situationer, der involverer flere kræfter og tilbøjelige fly. Tegn altid et gratis kropsdiagram og anvend Newtons love for at bestemme de involverede kræfter.