Normalna snaga: u planu, formuli i vježbama

Snaganormalan (ili jednostavno normalno) je sila koju površina vrši na predmet. Kada primijenimo silu na površinu, ona će vršiti reakcijsku silu na nas, u isti smjer, međutim sa osjećajsuprotan. Prema Newtonov treći zakon, normalna sila mora imati jednak intenzitet kao ona primijenjena na površinu, osim toga je ikadokomita (čini kut od 90º) s ravninom ove površine.

Kad se bilo koji predmet postavi na ravnu površinu, djelovat će normalna sila u istom smjeru kao i vaš Težina, ali u suprotnom smjeru. Dakle, normalna sila on možeotkažite se s težinskom silom, zbog čega tijelo ostaje unutra ravnoteža.

Budući da je normalna snaga i snaga težine djeluju na isto tijelo, oni ne može se smatrati parom radnje i reakcije., budući da, kako utvrđuje Newtonov treći zakon, ti parovi sila mogu postojati samo u različitim tijelima. U nastavku ćemo razumjeti odnos između normale i težine, no kako biste mogli jasnije razumjeti sadržaj ovog teksta, predlažemo da pročitate o našoj članak: Newtonovi zakoni.

Knjige na stolu komprimiraju ga svojom težinom, a stol reagira primjenjujući na njih normalnu silu.

Izgledtakođer:Pogledajte nekoliko savjeta za poboljšanje studija fizike

normalna snaga i snaga težine

Kao što je rečeno, težina snage i normalna snaga nisu radnja i reakcija. Iako se čini da su te sile uvijek povezane, svako sabijanje može proizvesti normalnu silu: kada na primjer gurnemo zid, on će na nas vršiti normalnu silu koja je okomita na njegovu površinu.

Uobičajeno je čuti to normalno i težinu su jednaki i zato se međusobno poništavaju. Međutim, ova izjava nije uvijek istina. Zapravo, to vrijedi samo za vrlo specifičan slučaj: kada je neki objekt u ravnoteži i oslonjen na savršeno ravnu površinu, pod isključivim djelovanjem sile težine. Provjerimo neke slučajeve u kojima normalna čvrstoća nije jednaka čvrstoći:

• Kad je neko tijelo naslonjeno na nagnuti stol, normalna sila ne odgovara sili utega, već samo njegovoj vertikalnoj komponenti;

• Kad se nađemo unutar dizala koje izvodi ubrzani uspon, normalna sila koju djeluje pod dizala bit će veće veličine od naše težine;

• Kad smo u brzo spuštajućem se dizalu, normalna sila imat će veličinu manju od naše težine, slično kao kad osjetimo leptire u trbuhu kad uđemo u strmi spust;

• Normalna sila bit će manja od sile utega ako bilo koja od njih vuče predmet prema gore. Čak i ako ovaj objekt ostane mirovati, kompresija koju stvara na tlu manja je.

Izgledtakođer: Shvatite zašto ne osjećamo kako se Zemlja okreće

Formula normalne čvrstoće

Ne postoji posebna formula za određivanje intenziteta normalne sile koja djeluje na tijelo. Međutim, znamo da će postojati kad god tijelo, pod djelovanjem gravitacije, bude poduprto na nekoj površini. Da biste pronašli modul normalne sile, potrebno je sastaviti a dijagram slobodnog tijela, odnosno predstavljaju sile koje djeluju na tijelo i ispravno predstavljaju normalnu silu kao silu koja s površinom tvori kut od 90º.

Znati više:Kako riješiti Newtonove vježbe zakona

normalna sila u ravnini

Slučaj u kojem se objekt nalazi u ravnini i pod isključivim djelovanjem najjednostavnije sile utega najčešći nam je za proučavanje normalne sile, kao što je prikazano na sljedećoj slici:

U ilustriranoj situaciji vidimo da se sila utega i normalna sila međusobno poništavaju, tako da u ovom slučaju normala ima isti intenzitet kao i tjelesna težina.

U avionu se otkazuje normala i težina.

normalna sila na nagnutu ravninu

Kada je objekt podržan na a površinskinaginjući se, sila kompresije koju vrši na ovoj površini postaje manja nego da je vodoravna. To se događa jer se sila utega koja djeluje na objekt raspada na dva dijela, a u ovom slučaju, normalna sila poništit će se samo s vertikalnom komponentom utega, kao što je prikazano na dijagramu slobodnog tijela, na ovoj slici:

Na nagnutoj ravnini, normala je jednaka y komponenti utega. [1]

Kao što je prikazano na slici, normalna sila (N) i y komponenta utega (P_g) djeluju u istom smjeru, pa možemo reći da se u ovoj situaciji ove dvije sile međusobno poništavaju, pa je norma ekvivalentna Str_g:

Na nagnutoj ravnini normala odgovara djeliću težine predmeta.

Normalna snaga u liftu

kad smo u a dizalo u stanju mirovanja ili čak usponom ili spuštanjem konstantnom brzinom, normala će biti točno jednaka našoj težini. Međutim, ako se dizalo ubrzava u bilo kojem smjeru (gore ili dolje), normala može biti manja ili veća od naše težine, kao što je prikazano na sljedećoj slici:

Prema prijavi Newtonov drugi zakon, rezultirajuća sila na korisnika lifta u svakom će slučaju odrediti kolika će biti veća ili manja veličina normalne sile. Da bismo pronašli rezultat u svakoj od situacija, primjenjujemo ovaj zakon.

rad normalne snage

Ako se neko tijelo oslonjeno na vodoravnu površinu pomiče na a smjerparalelno na tu površinu, normalna sila koja djeluje na nju neće raditi.. To je zbog činjenice da se normalna sila uvijek stvara pod kutom od 90 ° prema površini. Kao što znamo, definicija rada koji vrši sila kaže da sile okomite na pomicanje nisu sposobne za rad, kao što je prikazano u ovoj formuli:

Zbog svog kuta s vodoravnim smjerom, normalna sila ne djeluje.

normalna čvrstoća i ljestvica

kad stupimo na vagu ne mjerimo ni svoju težinu, a još manje masu, barem ne izravno. Da mjerimo bilo koju od ovih veličina, vaga ne bi pokazala nikakvu promjenu mjere ako bi se netko na primjer naslonio na naša ramena.

Ono što vaga zapravo mjeri je normalna sila koju njome djeluje, zato su opremljene najčešće skale izvori pravilno kalibriran. Kada tablete, ovi izvori deformirati, i na temelju te deformacije mjeri se, barem neizravno, naša masa.

Izgledtakođer: Otkrijte neka otkrića iz fizike koja su se dogodila slučajno

Riješene vježbe na normalnoj snazi

Pitanje 1) U odnosu na normalnu silu, provjerite alternativu netočno:

a) Normalna sila uvijek je okomita na površinu.

b) Normalna sila pojavljuje se kao reakcija na težinu tijela koje počiva na površini.

c) Normalan i težinski nisu akcijski i reakcijski par.

d) Normalna sila proporcionalna je sili kojom objekt sabija površinu.

e) Normalna čvrstoća neće uvijek imati modul jednak težini.

Predložak: Slovo B

Rješenje:

Jedina netočna alternativa na popisu je slovo B, jer normalna sila nije sila reakcije na silu utega. Zapravo, normalna sila je tlačna reakcijska sila koja se postavlja na površinu.

Pitanje 2) Tijelo od 5 kg oslanja se na ravnu površinu, na mjestu gdje gravitacija iznosi 10 m / s². Odredite intenzitet normalne sile koja djeluje na to tijelo.

a) 50 N

b) 2 N

c) 20 N

d) 2,5 N

e) 25 N.

Povratne informacije: Slovo A

Rješenje:

Dovoljno je zapamtiti da kada je objekt u ravnoteži i oslonjen na vodoravnu površinu, normalna sila koja djeluje na njega ima intenzitet jednak njegovoj težini. Provjerite izračun:

Na slici, rezultat pokazuje da je normalna sila jednaka 50 njutna.

Pitanje 3) Tijelo mase 5 kg oslonjeno je na nagnutu, glatku površinu bez trenja. Znajući da je kut nagiba površine u odnosu na vodoravni smjer jednak 30 °, odredite koliki je intenzitet normalne sile koja djeluje na ovo tijelo.

a) 50 N

b) 150 N

c) 6 N

d) 25 N

e) 15 N.

Predložak: Slovo D

Rješenje:

Kao što je navedeno u tekstu, kada je tijelo oslonjeno na nagnutu površinu, njegova normala odgovarat će vertikalnoj komponenti njegove težine (P_g). Ova komponenta utega može se izračunati množenjem utega s kosinusom kuta nagiba. Znajući da je kut u ovom slučaju 30º i da je cos 30º jednak 0,5, potrebno je izvršiti sljedeći izračun:

Analizirajući izvršeni proračun, možemo vidjeti da, kada je kut nagiba ravnine 30º, intenzitet sile normala pada za polovicu vrijednosti koju bi imala da se objekt odmara na površini poravnatoj sa smjerom vodoravno.

Ja, Rafael Helerbrock