Normale kracht: in plan, formule en oefeningen

Krachtnormaal (of gewoon normaal) is de kracht die een oppervlak uitoefent op een voorwerp. Wanneer we een kracht uitoefenen op een oppervlak, zal het een reactiekracht op ons uitoefenen, in de dezelfde richting, echter met zintegenover. Volgens de De derde wet van Newton, de normaalkracht moet dezelfde intensiteit hebben als die op het oppervlak wordt uitgeoefend, bovendien is het: ooitloodrecht (het maakt een hoek van 90º) met het vlak van dit oppervlak.

Wanneer een object op een plat oppervlak wordt geplaatst, zal de normaalkracht werken in dezelfde richting als jouw Gewicht, maar met de tegenovergestelde richting. Dus de normaalkracht hij kanannuleer jezelf met de gewichtskracht, waardoor het lichaam in balans.

sinds de normale sterkte en gewichtssterkte handelen op hetzelfde lichaam, zij kan niet worden beschouwd als een actie- en reactiepaar., aangezien, zoals de derde wet van Newton stelt, deze krachtparen kan alleen in verschillende lichamen bestaan. Hieronder zullen we de relatie tussen normaal en gewicht begrijpen, maar zodat u de inhoud van deze tekst beter kunt begrijpen, raden we u aan meer te lezen over onze

artikel: De wetten van Newtonton.

De boeken op de tafel drukken het samen met hun gewicht en de tafel reageert door er normaalkracht op uit te oefenen.

Kijkenook:Bekijk enkele tips om je studie natuurkunde te verbeteren

normale sterkte en gewichtssterkte

Zoals gezegd, krachtgewicht en normale kracht zijn geen actie en reactie. Ook al lijken deze krachten altijd met elkaar in verband te staan, elke compressie kan een normaalkracht produceren: wanneer we bijvoorbeeld tegen een muur duwen, oefent deze een normaalkracht op ons uit die loodrecht op het oppervlak staat.

Het is gebruikelijk om te horen dat normaal en gewicht zijn gelijk en heffen elkaar daarom op. Echter, deze verklaring het is niet altijd waar. In feite geldt dit alleen voor een heel specifiek geval: wanneer een object in balans is en wordt ondersteund op een perfect vlak oppervlak, uitsluitend onder invloed van de kracht van het gewicht. Laten we enkele gevallen bekijken waarin normale sterkte niet gelijk is aan gewichtssterkte:

• Wanneer een lichaam op een hellende tafel wordt ondersteund, komt de normaalkracht niet overeen met de gewichtskracht, maar alleen met de verticale component ervan;

• Wanneer we ons in een lift bevinden die een versnelde beweging bergopwaarts uitvoert, zal de normaalkracht die door de liftvloer wordt uitgeoefend, groter zijn dan ons gewicht;

• Wanneer we ons in een snel dalende lift bevinden, zal de normaalkracht kleiner zijn dan ons gewicht, vergelijkbaar met wanneer we vlinders in onze buik voelen wanneer we een steile afdaling ingaan;

• De normaalkracht zal minder zijn dan de gewichtskracht als een van deze een object omhoog trekt. Zelfs als dit object stil blijft staan, is de compressie die het op de grond maakt minder.

Kijkenook: Begrijp waarom we de aarde niet voelen draaien

Normale sterkte formule

Er is geen specifieke formule om de intensiteit van de normaalkracht op een lichaam te bepalen. We weten echter dat het zal bestaan ​​wanneer een lichaam, onder invloed van de zwaartekracht, op een oppervlak wordt ondersteund. Om de normaalkrachtmodule te vinden, is het noodzakelijk om een vrij lichaam diagram, dat wil zeggen, vertegenwoordigen de krachten die op het lichaam inwerken en vertegenwoordigen correct de normaalkracht als een kracht die een hoek van 90º vormt met het oppervlak.

Meer weten:Oefeningen voor de wet van Newton oplossen?

normaalkracht in vliegtuig

Het geval waarin een object zich in het vlak bevindt en onder de exclusieve werking van de eenvoudigste gewichtskracht staat, is het meest gebruikelijk voor ons om de normaalkracht te bestuderen, zoals weergegeven in de volgende afbeelding:

In de geïllustreerde situatie zien we dat de gewichtskracht en de normaalkracht elkaar opheffen, dus in dit geval heeft de normaal dezelfde intensiteit als het lichaamsgewicht.

In het vliegtuig worden normaal en gewicht geannuleerd.

normaalkracht op het hellend vlak

Wanneer een object wordt ondersteund op a oppervlakteleunen, wordt de compressiekracht die het op dit oppervlak uitoefent kleiner dan wanneer het horizontaal zou zijn. Dit gebeurt omdat de gewichtskracht die op het object inwerkt in tweeën uiteenvalt, en in dit geval, de normaalkracht wordt alleen geannuleerd met de verticale component van het gewicht, zoals weergegeven in een vrijlichaamsdiagram, in deze afbeelding:

Op het hellend vlak is de normaal gelijk aan de y-component van het gewicht. [1]

Zoals weergegeven in de figuur, de normaalkracht (N) en de y-component van het gewicht (P_ja) werken in dezelfde richting, dus we kunnen zeggen dat in deze situatie deze twee krachten elkaar opheffen, dus de normaal is gelijk aan P_ja:

Op het hellende vlak komt de normaal overeen met een fractie van het gewicht van het object.

normaalkracht in lift

wanneer we in een lift in rust of zelfs omhoog of omlaag gaan met constante snelheid, de normaal zal precies gelijk zijn aan ons gewicht. Als de lift echter in een willekeurige richting wordt versneld (omhoog of omlaag), kan de normaal kleiner of groter zijn dan ons gewicht, zoals weergegeven in de volgende afbeelding:

Volgens de toepassing van De tweede wet van Newton, de resulterende kracht op de liftbewoner zal in elk geval bepalen hoeveel groter of kleiner de grootte van de normaalkracht zal zijn. Om het resultaat in elk van de situaties te vinden, passen we deze wet toe.

normaal krachtwerk

Als een lichaam dat op een horizontaal oppervlak wordt ondersteund op een richtingparallel naar dat oppervlak, de normaalkracht die erop werkt zal geen werk doen.. Dit komt doordat de normaalkracht altijd onder een hoek van 90° met het oppervlak wordt gevormd. Zoals we weten, zegt de definitie van arbeid verricht door een kracht dat krachten loodrecht op verplaatsing geen arbeid kunnen verrichten, zoals weergegeven in deze formule:

Door de hoek met de horizontale richting werkt de normaalkracht niet.

normale sterkte en de schaal

als we op een weegschaal gaan staan we meten niet ons gewicht, laat staan ​​onze massa, althans niet direct not. Als we een van deze grootheden zouden meten, zou de schaal geen verandering in zijn maat laten zien als iemand bijvoorbeeld op onze schouders zou leunen.

Wat de weegschaal eigenlijk meet, is de normaalkracht die erdoor wordt uitgeoefend, hiervoor zijn de meest gebruikelijke weegschalen uitgerust met veren goed gekalibreerd. Wanneer pillen, deze veren vervormen, en het is gebaseerd op deze vervorming dat, althans indirect, onze massa wordt gemeten.

Kijkenook: Ontdek enkele ontdekkingen in de natuurkunde die per ongeluk zijn gebeurd

Opgeloste oefeningen op normale kracht

Vraag 1) In relatie tot normaalkracht, controleer het alternatief niet correct:

a) Normaalkracht staat altijd loodrecht op het oppervlak.

b) Normaalkracht verschijnt als een reactie op het gewicht van een lichaam dat op een oppervlak rust.

c) Normaal en gewicht zijn geen actie- en reactiepaar.

d) Normaalkracht is evenredig met de kracht waarmee een voorwerp een oppervlak samendrukt.

e) Normale sterkte heeft niet altijd een modulus die gelijk is aan de gewichtssterkte.

Sjabloon: Letter B

Resolutie:

Het enige onjuiste alternatief op de lijst is de letter B, omdat de normaalkracht geen reactiekracht is op de gewichtskracht. In feite is de normaalkracht een samendrukkende reactiekracht die op een oppervlak wordt geplaatst.

Vraag 2) Een lichaam van 5 kg wordt ondersteund op een vlakke ondergrond, op een plaats waar de zwaartekracht gelijk is aan 10 m/s². Bepaal de intensiteit van de normaalkracht die op dat lichaam werkt.

a) 50 N

b) 2 Nee

c) 20 N

d) 2,5 N

e) 25 N

Sjabloon: Letter A

Resolutie:

Het is voldoende om te onthouden dat wanneer een object in evenwicht is en wordt ondersteund op een horizontaal oppervlak, de normaalkracht die erop werkt een intensiteit heeft die gelijk is aan zijn gewicht. Controleer de berekening:

In de figuur laat het resultaat zien dat de normaalkracht gelijk is aan 50 Newton.

Vraag 3) Een lichaam met een massa gelijk aan 5 kg wordt ondersteund op een hellend, glad, wrijvingsloos oppervlak. Wetende dat de hellingshoek van het oppervlak ten opzichte van de horizontale richting gelijk is aan 30°, bepaal dan wat de intensiteit is van de normaalkracht die op dit lichaam werkt.

a) 50 N

b) 150 N

c) 6 Nee

d) 25 N

e) 15 N

Sjabloon: Letter D

Resolutie:

Zoals vermeld in de tekst, wanneer een lichaam wordt ondersteund op een hellend oppervlak, zal zijn normaal overeenkomen met de verticale component van zijn gewicht (P_ja). Deze gewichtscomponent kan worden berekend door het gewicht te vermenigvuldigen met de cosinus van de hellingshoek. Wetende dat de hoek in dit geval 30º is en dat de cos 30º gelijk is aan 0,5, is het noodzakelijk dat we de volgende berekening doen:

Als we de gemaakte berekening analyseren, kunnen we zien dat, want wanneer de hellingshoek van het vlak 30º is, de intensiteit van de kracht normaal daalt met de helft van de waarde die het zou hebben als het object zou rusten op een oppervlak in lijn met de richting horizontaal.

Door mij Rafael Helerbrock