Forzanormale (o semplicemente normale) è il forza che una superficie esercita su un oggetto. Quando applichiamo una forza a una superficie, essa eserciterà una forza di reazione su di noi, nel stessa direzione, tuttavia con sensodi fronte. Secondo il Terza legge di Newton, la forza normale deve avere la stessa intensità di quella applicata alla superficie, inoltre è maiperpendicolare (fa un angolo di 90º) con il piano di questa superficie.
Quando un oggetto viene posizionato su una superficie piana, agirà la forza normale nella stessa direzione della tua Peso, ma con verso opposto. Quindi, la forza normale lui puòcancellati con la forza del peso, facendo sì che il corpo rimanga dentro equilibrio.
Dal momento che forza normale e forza di peso agiscono sullo stesso corpo, loro non può essere considerata come una coppia azione e reazione., poiché, come stabilisce la terza legge di Newton, queste coppie di forze può esistere solo in corpi diversi. Di seguito, capiremo la relazione tra normale e peso, tuttavia, affinché tu possa comprendere più chiaramente il contenuto di questo testo, ti suggeriamo di leggere il nostro
articolo: Leggi di Newton.
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forza normale e forza di peso
Come detto, forza peso e forza normale non sono azione e reazione. Anche se queste forze sembrano sempre essere collegate, qualsiasi compressione può produrre una forza normale: quando spingiamo un muro, per esempio, esso eserciterà su di noi una forza normale perpendicolare alla sua superficie.
È comune sentire che normale e peso sono uguali e quindi si annullano a vicenda. Tuttavia, questa affermazione non è sempre vero. In realtà, questo è vero solo per un caso molto specifico: quando un oggetto è in equilibrio e appoggiato su una superficie perfettamente piana, sotto l'azione esclusiva della forza del peso. Controlliamo alcuni casi in cui la forza normale non è uguale alla forza peso:
Quando un corpo è appoggiato su una tavola inclinata, la forza normale non corrisponde alla forza peso, ma solo alla sua componente verticale;
Quando ci troviamo all'interno di un ascensore che esegue un movimento accelerato in salita, la forza normale esercitata dal piano dell'ascensore sarà di entità maggiore del nostro peso;
Quando siamo in un ascensore in rapida discesa, la forza normale avrà un'entità inferiore al nostro peso, simile a quando sentiamo le farfalle nello stomaco quando entriamo in una ripida discesa;
La forza normale sarà inferiore alla forza peso se uno di questi sta tirando un oggetto verso l'alto. Anche se questo oggetto rimane fermo, la compressione che fa sul terreno è minore.
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Formula di forza normale
Non esiste una formula specifica per determinare l'intensità della forza normale che agisce su un corpo. Tuttavia, sappiamo che esisterà ogni volta che un corpo, sotto l'azione della gravità, sarà sostenuto su una superficie. Per trovare il modulo di forza normale, è necessario assemblare a diagramma di corpo libero, ovvero rappresentano le forze agenti sul corpo e rappresentano correttamente la forza normale come una forza che forma un angolo di 90º con la superficie.
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forza normale nel piano
Il caso in cui un oggetto si trovi sul piano e sotto l'azione esclusiva della forza peso più semplice è per noi il più comune per studiare la forza normale, come mostrato nella figura seguente:
Nella situazione illustrata, vediamo che la forza peso e la forza normale si annullano, quindi in questo caso la normale ha la stessa intensità del peso corporeo.
forza normale sul piano inclinato
Quando un oggetto è supportato su a superficiependente, la forza di compressione che esercita su questa superficie diventa minore che se fosse orizzontale. Questo accade perché la forza peso che agisce sull'oggetto si scompone in due, e in questo caso, la forza normale verrà annullata solo con la componente verticale del peso, come mostrato in un diagramma a corpo libero, in questa figura:
![Sul piano inclinato, la normale è uguale alla componente y del peso. [1]](/f/28bf903d8d23700bc084e56af1f254eb.jpg)
Come mostrato in figura, la forza normale (N) e la componente y del peso (Psì) agiscono nella stessa direzione, quindi possiamo dire che, in questa situazione, queste due forze si annullano a vicenda, quindi la normale è equivalente a Psì:
Forza normale in ascensore
quando siamo in un ascensore fermo o addirittura salendo o scendendo a velocità costante, il normale sarà esattamente uguale al nostro peso. Tuttavia, se l'ascensore viene accelerato in qualsiasi direzione (su o giù), la normale potrebbe essere inferiore o superiore al nostro peso, come mostrato nella figura seguente:
Secondo l'applicazione di Seconda legge di Newtonton, la forza risultante sull'occupante dell'ascensore in ogni caso determinerà quanto maggiore o minore sarà l'entità della forza normale. Per trovare il risultato in ciascuna delle situazioni, applichiamo questa legge.
lavoro di forza normale
Se un corpo appoggiato su una superficie orizzontale si muove su un direzioneparallelo a quella superficie, la forza normale che agisce su di essa non funzionerà.. Ciò è dovuto al fatto che la forza normale si forma sempre con un angolo di 90° rispetto alla superficie. Come sappiamo, la definizione di lavoro compiuto da una forza dice che le forze perpendicolari allo spostamento non sono in grado di fare lavoro, come mostrato in questa formula:
forza normale e la scala
quando saliamo su una bilancia non misuriamo il nostro peso, tanto meno la nostra massa, almeno non direttamente. Se dovessimo misurare una di queste grandezze, la scala non mostrerebbe alcun cambiamento nella sua misura se qualcuno si appoggiasse sulle nostre spalle, per esempio.
Quello che effettivamente misura la bilancia è la forza normale da essa esercitata, per questo le bilance più comuni sono dotate di molle opportunamente calibrato. quando pillole, queste sorgenti deformare, ed è in base a questa deformazione che, almeno indirettamente, si misura la nostra massa.
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Esercizi risolti sulla forza normale
Domanda 1) In relazione alla forza normale, controllare l'alternativa errato:
a) La forza normale è sempre perpendicolare alla superficie.
b) La forza normale appare come una reazione al peso di un corpo appoggiato su una superficie.
c) Normale e peso non sono una coppia azione e reazione.
d) La forza normale è proporzionale alla forza con cui un oggetto comprime una superficie.
e) La forza normale non avrà sempre modulo uguale alla forza peso.
Modello: Lettera b
Risoluzione:
L'unica alternativa errata nell'elenco è la lettera B, perché la forza normale non è una forza di reazione alla forza peso. In effetti, la forza normale è una forza di reazione di compressione che viene posta su una superficie.
Domanda 2) Un corpo di 5 kg è appoggiato su una superficie piana, in un luogo dove la gravità è pari a 10 m/s². Determina l'intensità della forza normale che agisce su quel corpo.
a) 50 N
b) 2 N
c) 20 N
d) 2,5 N
e) 25 N
Modello: Lettera a
Risoluzione:
Basti ricordare che quando un oggetto è in equilibrio e appoggiato su una superficie orizzontale, la forza normale che agisce su di esso è di intensità pari al suo peso. Controlla il calcolo:
Domanda 3) Un corpo di massa pari a 5 kg è appoggiato su una superficie inclinata, liscia e priva di attrito. Sapendo che l'angolo di inclinazione della superficie rispetto alla direzione orizzontale è pari a 30°, determinare qual è l'intensità della forza normale agente su questo corpo.
a) 50 N
b) 150 N
c) 6 N
d) 25 N
e) 15 N
Modello: lettera D
Risoluzione:
Come affermato nel testo, quando un corpo è appoggiato su un piano inclinato, la sua normale corrisponderà alla componente verticale del suo peso (Psì). Questa componente del peso può essere calcolata moltiplicando il peso per il coseno dell'angolo di inclinazione. Sapendo che l'angolo in questo caso è 30º e che il cos 30º è uguale a 0,5, è necessario che facciamo il seguente calcolo:
Analizzando il calcolo fatto, possiamo vedere che, quando l'angolo di inclinazione del piano è 30º, l'intensità della forza normale scende della metà del valore che avrebbe se l'oggetto fosse appoggiato su una superficie allineata con la direzione orizzontale.
Di Me. Rafael Helerbrock
