1. Definition:
Den normala kraften är en kontaktkraft som verkar vinkelrätt mot ytan på kontakten mellan två föremål. Det är kraften som förhindrar ett objekt från att passera genom ett annat.
2. Jämvikt:
I de flesta fall bestäms den normala kraften av jämviktstillståndet. Detta innebär att nettokraften som verkar på ett objekt är noll.
3. Gratis kroppsdiagram:
För att beräkna den normala kraften måste du rita ett gratis kroppsdiagram över objektet. Detta diagram bör inkludera alla krafter som verkar på objektet, inklusive tyngdkraft, tillämpade krafter och den normala kraften.
4. Newtons andra lag:
Tillämpa Newtons andra rörelselag (f =ma) på föremålet i riktningen vinkelrätt mot ytan på kontakten. Summan av krafterna i denna riktning måste vara noll för att objektet ska vara i jämvikt.
5. Beräkningar:
Här är några vanliga scenarier och hur man beräknar den normala kraften:
* Objekt på en horisontell yta:
* normal kraft =objektets vikt:
* N =mg
* Där n är den normala kraften, är m objektets massa, och g är accelerationen på grund av tyngdkraften (9,8 m/s²).
* Objekt på ett lutande plan:
* normal kraft =objektets vikt * kosinus i lutningsvinkeln:
* N =mg * cos (θ)
* där θ är vinkeln mellan det lutande planet och det horisontella.
* Objekt som skjuts eller dras:
* Normal kraft =Vikt för objektet + (applicerad kraft * Sina av vinkeln mellan den applicerade kraften och det normala):
* N =mg + f_applied * sin (θ)
* Detta betraktar fallet där en applicerad kraft har en komponent vinkelrätt mot ytan.
Exempel:
Låt oss säga att du har en 10 kg låda som vilar på ett horisontellt bord. Den normala kraften som verkar på lådan är:
* N =mg =(10 kg) (9,8 m/s²) =98 n
Viktiga punkter:
* Normal kraft är inte alltid lika med vikt: Detta är bara sant när ytan är horisontell och det inte finns några andra krafter som verkar vinkelrätt mot ytan.
* Normal kraft är alltid vinkelrätt mot ytan: Den har inte en komponent parallell med ytan.
* Normal kraft kan vara noll: Om ett objekt är i fritt fall finns det ingen normal kraft som verkar på det.
Kom ihåg: Beräkningen av normal kraft kan vara mer komplex i situationer som involverar flera krafter och lutande plan. Rita alltid ett gratis kroppsdiagram och tillämpa Newtons lagar för att bestämma de involverade krafterna.
