Normaali voima: kaavat, laskenta ja harjoitukset

Normaali lujuus (F_ei), jota kutsutaan myös "tukivoimaksi", on eräänlainen kosketusvoima, jonka keho kohdistuu pintaan.

Esimerkkinä voimme ajatella pöydän levossa olevaa lohkoa, jossa molemmat kohdistavat normaalin voiman toisiinsa kohtisuoraan kosketuspintoihin nähden.

Huomaa, että tämä voima on tärkeä, koska se estää kiinteiden esineiden kulkemisen muilta. Tämä johtuu vahvuudesta painovoima se toimii työntämällä kyseistä esinettä alaspäin, kun taas normaali voima vastustaa sitä.

Normaalin voiman lisäksi meillä on lujuuspaino joka toimii pystysuunnassa maapallon painovoiman vetämänä. Tällöin normaalivoima on samaa voimaa kuin painovoima, kuitenkin päinvastaisessa suunnassa.

Normaali vahvuus ja painovoima vaikuttavat lohkoon

Lue lisää aiheesta artikkelista: Vahvuus.

Kaavat

Laskettaessa objektin normaali voima, joka on levossa a tasainen pinta, käytetään seuraavaa lauseketta:

N = m. g

Oleminen,

N: normaali voima
m: esine massa
g: painovoima

Muista, että vahvuus on a vektori merkitty nuolella kirjaimen yläpuolella. Huomaa, että vektoreilla on moduuli (kohdistetun voiman vahvuus), suunta (viiva, jota pitkin se vaikuttaa) ja suunta (sen linjan puoli, jolle voima kohdistui).

Onko sinulla kysyttävää vektoreista? Lue artikkeli: Vektorit: summa, vähennyslasku ja hajoaminen.

Normaalin voiman käyttö kaltevalla tasolla

Jos kyseinen esine on kuitenkin a kalteva taso, kaava on seuraava:

N = m. g. cos (x)

Oleminen,

N: normaali voima
m: esine massa
g: painovoima
x: kohteen kallistuskulma

Lisätietoja osoitteessa kalteva taso.

Esimerkkejä: Kuinka lasketaan normaali voima?

1. Esine, jonka massa on 10 kg, on levossa tasaisella pinnalla. Tarkastellaan maapallon painovoimaa 9,8 m / s².

N = m. g
N = 10. 9,8
N = 98 N

2. Laske 5 kg painavan esineen normaali voima, joka on 45 ° kaltevalla tasolla. Tarkastellaan maapallon painovoimaa 9,8 m / s².

N = m. g. cos 45.
N = 5. 9,8. 0,7
N = 34,3 N

Valintakokeen harjoitukset palautteella

1. (PUC-RS) Oletetaan, että olet supermarketissa ja odotat punnittavan määrän omenoita keväällä, jonka mittayksikkö on kilo-voima.

Asteikon lukema vastaa:

a) normaalivoiman moduuli, koska tämä on omenoiden ja asteikon välinen vuorovaikutusvoima, jonka arvo on oletettavasti sama kuin omenoiden painomoduuli.
b) sekä painovoiman moduulin arvo että normaalin voiman moduuli, koska molemmat muodostavat toiminta-reaktioparin Newtonin kolmannen lain mukaan.
c) omenan painomoduuli, koska tämä on omenoiden ja asteikon välinen vuorovaikutusvoima.
d) omenoille aiheutuvan voiman moduuli.
e) omenan määrä.

Katso Vastaus

Vaihtoehto

2. (FUVEST-SP) Mies yrittää nostaa 5 kg: n laatikon, joka on pöydällä, kohdistamalla 10 N: n pystysuora voima. Tässä tilanteessa taulukon laatikkoon soveltaman voiman arvo on: (g = 10m / s2).

a) 0 N
b) 5 N
c) 10 N
d) 40 N
e) 50 N

Katso Vastaus

Vaihtoehtoinen

3. (UFOP-MG) Mikä alla oleva voimapari edustaa toiminta- ja reaktioparia?

a) Lohkon paino ja taulukon normaali reaktio lohkossa.
b) Maapallon vetovoima lohkolle ja vetovoima, jonka lohko tuottaa maapallolle.
c) Aluksen paino ja veden aiheuttama työntövoima alukseen.
d) Vaaka, joka vetää lohkon pöydälle ja pöydän kitkavoima lohkolle.

Katso Vastaus

Vaihtoehto b

4. (UNCISAL-AL) Lasi on levossa vaakasuoralla pöydällä paikassa, jossa painovoiman kiihtyvyys on vakio. On oikein sanoa niin

a) kupin painovoima on reaktio pöydän siihen kohdistamaan voimaan.
b) kupin painovoima ja pöydän normaali reaktio kuppiin estävät toisiaan.
c) jos lasia vedetään pöydän yli, pöydän normaali reaktio lasin yli muuttuu kohti sitä.
d) jos lasia vedetään pöydän yli, pöydän normaali reaktio lasin yli muuttuu intensiteetissä.
e) jos henkilö lepää kätensä lasin päällä, pöydän normaali reaktio laski sen intensiteetissä.

Katso Vastaus

Vaihtoehto b

Jos haluat lisätietoja, lue myös:

• Newtonin lait
• Newtonin lait - Harjoitukset
• Vektorimäärät
• Hihnapyörät
• Fysiikan kaavat