ნორმალური ძალა: გეგმაში, ფორმულასა და სავარჯიშოებში

ძალანორმალური (ან უბრალოდ ნორმალური) არის აიძულოს ზედაპირი ახდენს ობიექტს. როდესაც ზედაპირს მივმართავთ ძალას, ის მოახდენს რეაქციის ძალას ჩვენზე იგივე მიმართულებათუმცა, თან გრძნობასაწინააღმდეგო. თანახმად ნიუტონის მესამე კანონი, ნორმალურ ძალას უნდა ჰქონდეს ისეთივე ინტენსივობა, როგორც ზედაპირზე, გარდა ამისა, ეს არის ოდესმეპერპენდიკულარული (ის ქმნის 90º კუთხეს) ამ ზედაპირის სიბრტყესთან.

როდესაც რაიმე ობიექტი მოთავსებულია სიბრტყეზე, ნორმალური ძალა იმოქმედებს იმავე მიმართულებით, როგორც თქვენი წონა, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით. ამრიგად, ნორმალური ძალა მას შეუძლიაგააუქმეთ თავი წონის ძალით, რის შედეგადაც სხეული რჩება ბალანსი.

მას შემდეგ, რაც ნორმალური ძალა და წონის ძალა მოქმედებენ იმავე სხეულზე, ისინი არ შეიძლება ჩაითვალოს მოქმედების და რეაქციის წყვილად., ვინაიდან, როგორც ნიუტონის მესამე კანონი ადგენს, ამ წყვილ ძალებს შეიძლება არსებობდეს მხოლოდ სხვადასხვა სხეულში. ქვემოთ, ჩვენ გესმით ნორმალური და წონის ურთიერთმიმართება, რომ ამ ტექსტის შინაარსი უფრო ნათლად გაიგოთ, გთავაზობთ გაეცნოთ ჩვენს სტატია: ნიუტონის კანონები.

მაგიდაზე განთავსებული წიგნები მას კომპრესირებენ თავიანთი წონით და მაგიდა რეაგირებს მათზე ნორმალური ძალის გამოყენებით.

შეხედეასევე:გაეცანით რამდენიმე რჩევას ფიზიკის შესწავლის გასაუმჯობესებლად

ნორმალური ძალა და წონის ძალა

როგორც ითქვა, ძალა წონა და ნორმალური ძალა არ არის მოქმედება და რეაქცია. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ძალები ყოველთვის ურთიერთკავშირშია, ნებისმიერ შეკუმშვას შეუძლია ნორმალური ძალის წარმოქმნა: მაგალითად, როდესაც ჩვენ კედელს ვუშვებთ, ის ჩვენზე ნორმალურ ძალას მოახდენს, რომელიც მისი ზედაპირის პერპენდიკულარულია.

ხშირია ნორმალური და წონის მოსმენა ტოლები არიან და, შესაბამისად, გააუქმებენ ერთმანეთს. ამასთან, ეს განცხადება ეს ყოველთვის ასე არ არის. სინამდვილეში, ეს ეხება მხოლოდ ძალიან კონკრეტულ შემთხვევას: როდესაც რაიმე ობიექტი წონასწორობაშია და მხარს უჭერს შესანიშნავად ბრტყელ ზედაპირს, წონის ძალის განსაკუთრებული მოქმედების ქვეშ. მოდით გადავამოწმოთ რამდენიმე შემთხვევა, როდესაც ნორმალური ძალა არ არის წონის სიმძლავრის ტოლი:

• როდესაც რომელიმე სხეულს ეყრდნობა დახრილ მაგიდაზე, ნორმალური ძალა არ შეესაბამება წონის ძალას, არამედ მხოლოდ მის ვერტიკალურ კომპონენტს;

• როდესაც ლიფტის შიგნით აღმოვჩნდებით, რომელიც აღზევების დაჩქარებულ მოძრაობას ახორციელებს, ლიფტის იატაკის მიერ დატვირთული ნორმალური ძალა უფრო დიდი იქნება, ვიდრე ჩვენი წონა;

• როდესაც ჩქარი ლიფტით ვართ, ნორმალური ძალა ექნება ჩვენს წონაზე ნაკლები სიდიდის, მსგავსია როდესაც ჩვენ მუწუკებში პეპლებს ვგრძნობთ ციცაბო დაღმართში შესვლისას;

• ნორმალური ძალა წონის ძალაზე ნაკლები იქნება, თუ რომელიმე მათგანი ობიექტს მაღლა სწევს. მაშინაც კი, თუ ეს ობიექტი სტაციონარული რჩება, შეკუმშვა, რომელიც მას მიწაზე ახდენს, ნაკლებია.

შეხედეასევე: გაიგეთ, რატომ არ ვგრძნობთ დედამიწის ბრუნვას

ნორმალური სიძლიერის ფორმულა

არ არსებობს სპეციალური ფორმულა, რომელიც განსაზღვრავს სხეულზე მოქმედი ნორმალური ძალის ინტენსივობას. ამასთან, ჩვენ ვიცით, რომ ის იარსებებს, როდესაც სხეული, სიმძიმის მოქმედების ქვეშ, დაეყრდნობა რაიმე ზედაპირს. ნორმალური ძალის მოდულის მოსაძებნად აუცილებელია ა სხეულის თავისუფალი დიაგრამა, ანუ წარმოადგენს სხეულზე მოქმედ ძალებს და სწორად წარმოადგენს ნორმალურ ძალას, როგორც ძალას, რომელიც ქმნის 90 forms კუთხეს ზედაპირთან.

შეიტყვეთ მეტი:როგორ გადავწყვიტოთ ნიუტონის სამართლის სავარჯიშოები

ნორმალური ძალა თვითმფრინავში

შემთხვევა, როდესაც ობიექტი სიბრტყეზე იმყოფება და უმარტივესი წონის ძალის ექსკლუზიური მოქმედებაა, ჩვენთვის ყველაზე გავრცელებულია ნორმალური ძალის შესასწავლად, როგორც ნაჩვენებია შემდეგ სურათზე:

ილუსტრირებულ სიტუაციაში ვხედავთ, რომ წონის ძალა და ნორმალური ძალა ერთმანეთს აუქმებენ, ამიტომ ამ შემთხვევაში ნორმალურს აქვს იგივე ინტენსივობა, როგორც სხეულის წონას.

თვითმფრინავში ნორმალური და წონა უქმდება.

ნორმალური ძალა დახრილ სიბრტყეზე

როდესაც ობიექტი მხარს უჭერს ა ზედაპირიიხრება, კომპრესიული ძალა, რომელსაც ის ამ ზედაპირზე ახდენს, უფრო მცირე ხდება, ვიდრე ჰორიზონტალური. ეს ხდება იმიტომ, რომ ობიექტზე მოქმედი წონის ძალა იშლება ორად და ამ შემთხვევაში, ნორმალური ძალა გაუქმდება მხოლოდ წონის ვერტიკალური კომპონენტით, როგორც ნაჩვენებია თავისუფალი სხეულის სქემაში, ამ ფიგურაში:

დახრილ სიბრტყეზე, ნორმა უდრის წონის y კომპონენტს. [1]

როგორც ნახატზეა ნაჩვენები, ნორმალური ძალა (N) და წონის y კომპონენტი (P_y) მოქმედებენ იმავე მიმართულებით, ამიტომ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ამ სიტუაციაში ეს ორი ძალა ერთმანეთს აუქმებს, ამიტომ ნორმალურია პ_y:

დახრილ სიბრტყეზე, ნორმა შეესაბამება ობიექტის წონის ნაწილს.

ნორმალური ძალა ლიფტში

როდესაც ჩვენ ვართ ა ლიფტი დასვენების დროს ან თუნდაც მუდმივი სიჩქარით დაწევა ან დაწევა, ნორმალური ზუსტად იქნება ჩვენი წონის ტოლი. ამასთან, თუ ლიფტი აჩქარებულია ნებისმიერი მიმართულებით (ზემოთ ან ქვემოთ), ნორმა შეიძლება იყოს უფრო მცირე ან უფრო დიდი ვიდრე ჩვენი წონა, როგორც ნაჩვენებია შემდეგ სურათზე:

განაცხადის მიხედვით ნიუტონის მეორე კანონი, თითოეულ შემთხვევაში ლიფტის მობინადრეზე დადგენილი ძალა განსაზღვრავს, თუ რამდენად მეტი ან ნაკლები იქნება ნორმალური ძალის სიდიდე. თითოეულ სიტუაციაში შედეგის მისაღწევად, ჩვენ ვიყენებთ ამ კანონს.

ნორმალური ძალა მუშაობა

თუ ჰორიზონტალურ ზედაპირზე მხარს უჭერს რომელიმე სხეულს, მიმართულებაპარალელური ამ ზედაპირზე, მასზე მოქმედი ნორმალური ძალა არ გამოდგება.. ეს იმის გამო ხდება, რომ ნორმალური ძალა ყოველთვის იქმნება ზედაპირთან 90 ° -ის კუთხით. როგორც ვიცით, ძალების მიერ შესრულებული სამუშაოს განმარტება ამბობს, რომ გადაადგილების პერპენდიკულარულ ძალებს არ შეუძლიათ სამუშაოს შესრულება, როგორც ეს ფორმულაშია ნაჩვენები:

ჰორიზონტალურ მიმართულებასთან კუთხის გამო, ნორმალური ძალა არ მუშაობს.

ნორმალური ძალა და მასშტაბი

როდესაც სასწორზე ვბიძგებთ ჩვენ არ ვზომავთ ჩვენს წონას, მით უფრო ნაკლები მასას, ყოველ შემთხვევაში, პირდაპირ. ჩვენ რომ რომელიმე ამ სიდიდეს ვზომავდით, მასშტაბი ვერანაირ ცვლილებას არ გამოიწვევს მისი ზომაში, თუ ვინმე მხარზე დაეყრდნობოდა, მაგალითად.

რასაც სინამდვილეში ზომავს, მის მიერ განხორციელებული ნორმალური ძალაა, ამისათვის აღჭურვილია ყველაზე გავრცელებული სასწორები წყაროები სწორად დაკალიბრებული. Როდესაც აბი, ეს წყაროები დეფორმირება, და ამ დეფორმაციას ეფუძნება, რომ, თუნდაც ირიბად, იზომება ჩვენი მასა.

შეხედეასევე: აღმოაჩინეთ ფიზიკაში რამდენიმე აღმოჩენა, რაც შემთხვევით მოხდა

გადაჭრილი ვარჯიშები ნორმალურ ძალაზე

Კითხვა 1) ნორმალურ ძალასთან დაკავშირებით შეამოწმეთ ალტერნატივა არასწორი:

ა) ნორმალური ძალა ყოველთვის პერპენდიკულურია ზედაპირზე.

ბ) ნორმალური ძალა ჩნდება როგორც რეაქცია ზედაპირზე დასვენებული სხეულის წონაზე.

გ) ნორმალური და წონა არ არის მოქმედების და რეაქციის წყვილი.

დ) ნორმალური ძალა პროპორციულია იმ ძალისა, რომელთანაც ობიექტი ახდენს ზედაპირის შეკუმშვას.

ე) ნორმალურ ძალას ყოველთვის არ ექნება წონის სიძლიერის ტოლი მოდული.

შაბლონი: ასო ბ

რეზოლუცია:

ერთადერთი არასწორი ალტერნატივა არის ასო B, რადგან ნორმალური ძალა არ არის რეაქციის ძალა წონის ძალაზე. სინამდვილეში, ნორმალური ძალა არის კომპრესიული რეაქციის ძალა, რომელიც განთავსებულია ზედაპირზე.

კითხვა 2) 5 კგ კორპუსი მხარს უჭერს ბრტყელ ზედაპირს, იმ ადგილას, სადაც სიმძიმის ტოლია 10 მ / წმ. განსაზღვრეთ ამ სხეულზე მოქმედი ნორმალური ძალის ინტენსივობა.

ა) 50 ნ

ბ) 2 N

გ) 20 ნ

დ) 2.5 ნ

ე) 25 ნ

შაბლონი: Ასო ა

რეზოლუცია:

საკმარისია გვახსოვდეს, რომ როდესაც ობიექტი წონასწორობაშია და ჰორიზონტალურ ზედაპირზე ეყრდნობა, მასზე მოქმედი ნორმალური ძალა მისი წონის ტოლია. შეამოწმეთ გაანგარიშება:

ნახატზე, შედეგი აჩვენებს, რომ ნორმალური ძალა უდრის 50 ნიუტონს.

კითხვა 3) სხეული, რომლის მასა 5 კგ-ს უდრის, დახრილ, გლუვ, ხახუნის გარეშე ზედაპირზეა. იმის ცოდნა, რომ ზედაპირის დახრის კუთხე ჰორიზონტალურ მიმართულებასთან მიმართებაში 30 ° ტოლია, განსაზღვრეთ რა არის ამ სხეულზე მოქმედი ნორმალური ძალის ინტენსივობა.

ა) 50 ნ

ბ) 150 ნ

გ) 6 ნ

დ) 25 ნ

ე) 15 ნ

შაბლონი: ასო დ

რეზოლუცია:

როგორც ტექსტშია ნათქვამი, როდესაც სხეულს ეყრდნობა დახრილ ზედაპირზე, მისი ნორმალური იქნება მისი წონის ვერტიკალური კომპონენტი (P_y). ამ წონის კომპონენტის გამოთვლა შესაძლებელია წონის დახრის კუთხის კოსინუსზე გამრავლებით. იმის ცოდნა, რომ ამ შემთხვევაში კუთხე არის 30º და რომ cos 30º ტოლია 0,5, აუცილებელია გავაკეთოთ შემდეგი გაანგარიშება:

გაანგარიშებული გაანგარიშების შედეგად, ვხედავთ, რომ როდესაც თვითმფრინავის დახრილობის კუთხე 30º-ია, ძალის ინტენსივობა ნორმალური ვარდნა ღირებულების ნახევარზე, რაც ექნებოდა, თუ ობიექტი განლაგებული იყო მიმართულებით გასწორებულ ზედაპირზე ჰორიზონტალური.

ჩემს მიერ. რაფაელ ჰელერბროკი