Fuerza normal: en plan, fórmula y ejercicios.

Fuerzanormal (o simplemente normal) es el fuerza que ejerce una superficie sobre un objeto. Cuando aplicamos una fuerza a una superficie, ejercerá una fuerza de reacción sobre nosotros, en el misma dirección, sin embargo con sentidoopuesto. De acuerdo con Tercera ley de Newton, la fuerza normal debe tener la misma intensidad que la aplicada a la superficie, además, es siempreperpendicular (forma un ángulo de 90º) con el plano de esta superficie.

Cuando cualquier objeto se coloca sobre una superficie plana, la fuerza normal actuará en la misma dirección que tu Peso, pero con la dirección opuesta. Por lo tanto, la fuerza normal él puedecancelarte con la fuerza del peso, haciendo que el cuerpo permanezca en equilibrio.

Desde el fuerza normal y fuerza de peso actúan en el mismo cuerpo, ellos no puede considerarse como un par de acción y reacción., ya que, como establece la tercera ley de Newton, estos pares de fuerzas solo puede existir en diferentes cuerpos. A continuación, entenderemos la relación entre la normalidad y el peso, sin embargo, para que pueda comprender el contenido de este texto con mayor claridad, le sugerimos que lea acerca de nuestro

artículo: Leyes de Newton.

Los libros sobre la mesa lo comprimen con su peso y la mesa reacciona aplicándoles una fuerza normal.

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fuerza normal y fuerza de peso

Como se dijo, fuerza, peso y fuerza normal. no son acción y reacción. Aunque estas fuerzas siempre parecen estar relacionadas, cualquier compresión puede producir una fuerza normal: cuando empujamos una pared, por ejemplo, ejercerá una fuerza normal sobre nosotros que es perpendicular a su superficie.

Es común escuchar que normal y peso son iguales y por lo tanto se anulan entre sí. Sin embargo, esta declaración no siempre es verdad. De hecho, esto solo es cierto para un caso muy específico: cuando algún objeto está en equilibrio y apoyado sobre una superficie perfectamente plana, bajo la acción exclusiva de la fuerza del peso. Veamos algunos casos en los que la fuerza normal no es igual a la fuerza del peso:

• Cuando cualquier cuerpo está apoyado sobre una mesa inclinada, la fuerza normal no corresponde a la fuerza del peso, sino solo a su componente vertical;

• Cuando nos encontremos dentro de un ascensor que realiza un movimiento ascendente acelerado, la fuerza normal que ejerce el piso del ascensor será de mayor magnitud que nuestro peso;

• Cuando estamos en un ascensor de descenso rápido, la fuerza normal tendrá una magnitud menor que nuestro peso, similar a cuando sentimos mariposas en el estómago cuando entramos en un descenso empinado;

• La fuerza normal será menor que la fuerza del peso si alguno de estos está tirando de un objeto hacia arriba. Incluso si este objeto permanece estacionario, la compresión que hace en el suelo es menor.

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Fórmula de fuerza normal

No existe una fórmula específica para determinar la intensidad de la fuerza normal que actúa sobre un cuerpo. Sin embargo, sabemos que existirá siempre que un cuerpo, bajo la acción de la gravedad, se apoye en alguna superficie. Para encontrar el módulo de fuerza normal, es necesario ensamblar un diagrama de cuerpo libre, es decir, representar las fuerzas que actúan sobre el cuerpo y representar correctamente la fuerza normal como una fuerza que forma un ángulo de 90º con la superficie.

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fuerza normal en el plano

El caso en el que un objeto se encuentra en el plano y bajo la acción exclusiva de la fuerza de peso más simple es el más común para que estudiemos la fuerza normal, como se muestra en la siguiente figura:

En la situación ilustrada, vemos que la fuerza del peso y la fuerza normal se anulan entre sí, por lo que en este caso la normal tiene la misma intensidad que el peso corporal.

En el avión se anula la normalidad y el peso.

fuerza normal en el plano inclinado

Cuando un objeto se apoya en un superficiepropensión, la fuerza de compresión que ejerce sobre esta superficie se vuelve menor que si fuera horizontal. Esto sucede porque la fuerza del peso que actúa sobre el objeto se divide en dos, y en este caso, la fuerza normal se cancelará solo con la componente vertical del peso, como se muestra en un diagrama de cuerpo libre, en esta figura:

En el plano inclinado, la normal es igual a la componente y del peso. [1]

Como se muestra en la figura, la fuerza normal (N) y la componente y del peso (P_y) actúan en la misma dirección, por lo que podemos decir que, en esta situación, estas dos fuerzas se anulan entre sí, por lo que la normal es equivalente a PAG_y:

En el plano inclinado, la normal corresponde a una fracción del peso del objeto.

Fuerza normal en ascensor

cuando estamos en un ascensor en reposo o incluso subiendo o bajando con velocidad constante, lo normal será exactamente igual a nuestro peso. Sin embargo, si el elevador está siendo acelerado en cualquier dirección (hacia arriba o hacia abajo), lo normal puede ser menor o mayor que nuestro peso, como se muestra en la siguiente figura:

Según la aplicación de Segunda ley de Newton, la fuerza resultante sobre el ocupante del ascensor en cada caso determinará cuánto mayor o menor será la magnitud de la fuerza normal. Para encontrar el resultado en cada una de las situaciones, aplicamos esta ley.

trabajo de fuerza normal

Si cualquier cuerpo apoyado en una superficie horizontal se mueve sobre una direcciónparalelo a esa superficie, la fuerza normal que actúa sobre él no funcionará.. Esto se debe al hecho de que la fuerza normal siempre se forma en un ángulo de 90º con respecto a la superficie. Como sabemos, la definición de trabajo realizado por una fuerza dice que las fuerzas perpendiculares al desplazamiento no son capaces de realizar trabajo, como se muestra en esta fórmula:

Debido a su ángulo con la dirección horizontal, la fuerza normal no funciona.

fuerza normal y la escala

cuando pisamos una balanza no estamos midiendo nuestro peso, mucho menos nuestra masa, al menos no directamente. Si estuviéramos midiendo cualquiera de estas magnitudes, la escala no mostraría ningún cambio en su medida si alguien se apoyara en nuestros hombros, por ejemplo.

Lo que realmente mide la báscula es la fuerza normal que ejerce, para ello, las básculas más comunes están equipadas con muelles debidamente calibrado. Cuándo pastillas, estos manantiales deformar, y es en base a esta deformación que, al menos indirectamente, se mide nuestra masa.

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Ejercicios resueltos de fuerza normal

Pregunta 1) En relación a la fuerza normal, marque la alternativa incorrecto:

a) La fuerza normal es siempre perpendicular a la superficie.

b) La fuerza normal aparece como reacción al peso de un cuerpo apoyado sobre una superficie.

c) Normal y peso no son un par de acción y reacción.

d) La fuerza normal es proporcional a la fuerza con la que un objeto comprime una superficie.

e) La resistencia normal no siempre tendrá un módulo igual a la resistencia del peso.

Plantilla: Letra b

Resolución:

La única alternativa incorrecta en la lista es la letra B, porque la fuerza normal no es una fuerza de reacción a la fuerza del peso. De hecho, la fuerza normal es una fuerza de reacción de compresión que se coloca sobre una superficie.

Pregunta 2) Un cuerpo de 5 kg se apoya sobre una superficie plana, en un lugar donde la gravedad es igual a 10 m / s². Determine la intensidad de la fuerza normal que actúa sobre ese cuerpo.

a) 50 N

b) 2 N

c) 20 N

d) 2,5 N

e) 25 N

Plantilla: Letra a

Resolución:

Basta recordar que cuando un objeto está en equilibrio y apoyado sobre una superficie horizontal, la fuerza normal que actúa sobre él es de una intensidad igual a su peso. Verifique el cálculo:

En la figura, el resultado muestra que la fuerza normal es igual a 50 newtons.

Pregunta 3) Un cuerpo con una masa igual a 5 kg se apoya sobre una superficie inclinada, lisa y sin fricción. Si se sabe que el ángulo de inclinación de la superficie en relación con la dirección horizontal es igual a 30 °, determine cuál es la intensidad de la fuerza normal que actúa sobre este cuerpo.

a) 50 N

b) 150 N

c) 6 N

d) 25 N

e) 15 N

Plantilla: Letra D

Resolución:

Como se indica en el texto, cuando un cuerpo se apoya sobre una superficie inclinada, su normal corresponderá a la componente vertical de su peso (P_y). Este componente de peso se puede calcular multiplicando el peso por el coseno del ángulo de pendiente. Sabiendo que el ángulo en este caso es de 30º y que cos 30º es igual a 0,5, es necesario que hagamos el siguiente cálculo:

Analizando el cálculo realizado, podemos ver que, para cuando el ángulo de inclinación del plano es de 30º, la intensidad de la fuerza normal cae a la mitad del valor que tendría si el objeto descansara sobre una superficie alineada con la dirección horizontal.

Por mí. Rafael Helerbrock