La forza normale è definita come la forza esercitata da qualsiasi superficie su un altro oggetto. Quando un oggetto è fermo, la forza complessiva esercitata su di esso è pari a zero. Una forza normale non può essere applicata su due superfici non collegate tra loro. Può essere interpretato come una componente della forza verticale rispetto a qualsiasi superficie di contatto. Determina la forza che il corpo trasmette al suolo. La forza normale è uguale al peso dell’oggetto solo se il tasso di variazione della velocità dell’oggetto è negativo, il che significa che sta decelerando.
Formula
Il valore della forza normale dipende da dove è posizionato l'oggetto rispetto all'altro oggetto. Quando un oggetto sta per cadere, la posizione in cui l'oggetto cade al suolo determina il valore della forza normale. La forza normale è indicata con il simbolo FN. La sua unità di misura è il Newton (N) e la formula dimensionale è data da [M1l1T-2].
Se un corpo poggia su una forza piana, la forza normale è uguale al valore del peso gravitazionale, cioè mg.
F N = mg
Dove,
FNè la forza normale,
m è la massa dell'oggetto a riposo,
g è l'accelerazione dovuta alla gravità.
Se un corpo scivola giù da una superficie inclinata con un certo angolo, il valore della forza normale è il peso gravitazionale aggiunto da una forza extra di F sin θ. In questo caso la forza normale è maggiore del peso dell'oggetto.
F N = mg + F sin θ
Dove,
FNè la forza normale,
m è la massa dell'oggetto che scivola,
g è l'accelerazione dovuta alla gravità,
θ è l'angolo di inclinazione.
Se la forza agisce su un corpo verso l'alto, il valore della forza normale è il peso gravitazionale diminuito di una forza pari a F sin θ. In questo caso la forza normale netta è inferiore al peso dell'oggetto.
F N = mg – F sin θ
Dove,
elenco dei caratteri gimpFNè la forza normale,
m è la massa dell'oggetto che scivola,
g è l'accelerazione dovuta alla gravità,
θ è l'angolo di inclinazione.
Se un corpo è posto su un piano inclinato, la forza normale FNè uguale al prodotto del peso gravitazionale per il coseno dell'angolo di inclinazione.
F N = mg cosθ
Dove,
FNè la forza normale,
m è la massa dell'oggetto che scivola,
g è l'accelerazione dovuta alla gravità,
θ è l'angolo di inclinazione.
Problemi di esempio
Problema 1. Un oggetto di massa 2 kg è appoggiato su un tavolo. Calcolare la forza normale esercitata su di esso.
Soluzione:
Abbiamo,
m = 2
g = 9,8
Usando la formula otteniamo,
FN=mg
= 2 (9,8)
= 19,6 N
Problema 2. Un oggetto è appoggiato su un tavolo con una forza di 39,2 N. Calcola la forza normale esercitata su di esso.
Soluzione:
Abbiamo,
F = 39,2
g = 9,8
Usando la formula otteniamo,
FN=mg
=> m = F/g
=> m = 39,2/9,8
=> m = 4 kg
Problema 3. Un oggetto di massa 10 kg scivola verso il basso con una forza di 200 N da una superficie inclinata con un angolo di 30°. Calcolare la forza normale esercitata su di esso.
Soluzione:
Abbiamo,
F = 200
m = 10
sostituire dalla stringa in Javag = 9,8
θ = 30°
Usando la formula otteniamo,
FN= mg + F sin θ
= 10 (9,8) + 200 sin 30°
= 98 + 200 (1/2)
= 98 + 100
= 198 N
Problema 4. Un oggetto di massa 20 kg scivola verso il basso con una forza di 400 N da una superficie inclinata con un angolo di 30°. Calcolare la forza normale esercitata su di esso.
Soluzione:
Abbiamo,
F = 400
m = 20
g = 9,8
θ = 30°
Usando la formula otteniamo,
FN= mg + F sin θ
= 20 (9,8) + 400 senza 30°
= 196 + 400 (1/2)
= 196 + 200
= 396 N
Problema 5. Un oggetto di massa 15 kg è posto su una superficie inclinata con un angolo di 30°. Calcolare la forza normale esercitata su di esso se la forza agisce verso l'alto con un valore di 100 N.
Soluzione:
Abbiamo,
raccolta javaF = 100
m = 15
g = 9,8
θ = 30°
Usando la formula otteniamo,
FN= mg – F sin θ
= 15 (9,8) – 100 senza 30°
= 147 – 100 (1/2)
= 147 – 50
= 97 N
Problema 6. Un oggetto di massa 5 kg è posto su una superficie inclinata con un angolo di 60°. Calcolare la forza normale esercitata su di esso in ogni punto.
Soluzione:
Abbiamo,
m = 5
g = 9,8
θ = 60°
Usando la formula otteniamo,
FN= mg cosθ
= 5 (9,8) (cos 60°)
= 49/2
= 24,5 N
Problema 7. Un oggetto è posto su una superficie inclinata con un angolo di 60°. Calcola la sua massa se la forza normale esercitata su di esso è 400 N.
Soluzione:
Abbiamo,
FN= 400,
θ = 60°
Usando la formula otteniamo,
FN= mg cosθ
m = F/(g cosθ)
= 400/ (9,8 × cos 60°)
= 400/4,9
= 81,63 N