Calcolo della forza normale

La forza normale è la quantità di forza necessaria per contrastare altre forze in una determinata situazione. Il modo migliore per determinarlo dipende dalle condizioni in cui si trova un oggetto e dalle variabili per cui si dispone dei dati. Continua a leggere per saperne di più.

Passi

Metodo 1 di 5: Forza normale a riposo

Immagine titolata Find Normal Force Step 1
1. Capisci cos`è forza normale si riferisce. La forza normale si riferisce alla quantità di forza richiesta per contrastare la gravità.
  • Immagina un blocco sdraiato su un tavolo. La forza di gravità tira il blocco verso terra, ma c`è ovviamente una forza che impedisce al blocco di speronare attraverso il tavolo e colpire il suolo. La forza responsabile dell`annullamento della gravità è la forza normale.
Immagine titolata Find Normal Force Step 2
2. Conoscere l`equazione per la forza normale di un oggetto fermo. Quando si calcola la forza normale di un oggetto fermo su una superficie piana, utilizzare la formula: N = m * g
  • In questa equazione, si riferisce a n alla forza normale, m si riferisce alla massa dell`oggetto e G all`accelerazione di gravità.
  • Per un oggetto su una superficie piana senza forze agenti esterne, la forza normale è uguale al peso dell`oggetto. Per mantenere l`oggetto fermo, la forza normale deve essere uguale alla forza gravitazionale sull`oggetto. La gravità è il peso dell`oggetto o anche la massa moltiplicata per l`accelerazione gravitazionale.
  • Esempio: Determina la forza normale di un blocco di massa 4.2 kg.
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 3
    3. Moltiplica la massa dell`oggetto per l`accelerazione di gravità. Con questo conosci il peso dell`oggetto, che è in definitiva uguale alla forza normale dell`oggetto in quiete.
  • Si noti che l`accelerazione gravitazionale sulla superficie terrestre è una costante: g = 9.8 m/s2
  • Esempio: peso = m * g = 4.2*9.8 = 41.16
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 4
    4. Scrivi la tua risposta. Il passaggio precedente avrebbe dovuto risolvere l`intero problema, dandoti ora la risposta.
  • Esempio: La forza normale è 41.16 n.
  • Metodo 2 di 5: Forza normale su un pendio

    Immagine titolata Find Normal Force Step 5
    1. Usa l`equazione giusta. Per determinare la forza normale di un oggetto ad angolo, è necessaria la seguente formula: N = m * g * cos(x)
    • In questa equazione, si riferisce a n alla forza normale, m si riferisce alla massa dell`oggetto, G si riferisce all`accelerazione di gravità e X si riferisce all`angolo o alla pendenza.
    • Esempio: Determina la forza normale di un blocco di massa 4.2 kg, che si trova su uno scaffale con una pendenza di 45 gradi.
    Immagine titolata Find Normal Force Step 6
    2. Determina il coseno dell`angolo. Il coseno di un angolo è uguale al seno dell`angolo complementare o del lato adiacente diviso per l`ipotenusa del triangolo formato dalla pendenza.
  • Questo valore viene spesso calcolato con una calcolatrice perché il coseno di ogni angolo è costante per quell`angolo, ma puoi anche calcolarlo manualmente.
  • Esempio: cos(45) = 0.71
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 7
    3. Determina il peso dell`oggetto. Il peso di un oggetto è uguale alla massa di quell`oggetto moltiplicata per l`accelerazione di gravità.
  • Si noti che l`accelerazione gravitazionale sulla superficie terrestre è una costante: g = 9.8 m/s2
  • Esempio: peso = m * g = 4.2*9.8 = 41.16
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 8
    4. Moltiplica entrambi i valori insieme. Per determinare la forza normale dovrai moltiplicare il peso dell`oggetto per il coseno dell`angolo di inclinazione.
  • Esempio: N = m * g * cos(x) = 41.16*0.71 = 29.1
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 9
    5. Scrivi la tua risposta. Il passaggio precedente completa il problema e fornisce la risposta.
  • Si noti che un oggetto su un pendio ha una forza normale inferiore al peso dell`oggetto.
  • Esempio: La forza normale è 29.1 n.
  • Metodo 3 di 5: forza normale con una forza esterna verso il basso

    Immagine titolata Find Normal Force Step 10
    1. Usa l`equazione giusta. Per calcolare la forza normale di un oggetto fermo, in cui a quell`oggetto viene applicata una forza esterna verso il basso, utilizzare l`equazione: N = m * g + F * sin(x)`
    • n si riferisce alla forza normale, m si riferisce alla massa dell`oggetto, G si riferisce all`accelerazione di gravità, F si riferisce alla forza esterna, e X si riferisce all`angolo tra l`oggetto e la direzione della forza esterna.
    • Esempio: Determina la forza normale di un blocco di massa 4.2 kg, dove una persona esercita una forza verso il basso di 20.Applicare 9 N sul blocco con un angolo di 30 gradi.
    Immagine titolata Find Normal Force Step 11
    2. Determina il peso dell`oggetto. Il peso di un oggetto è uguale alla massa dell`oggetto moltiplicata per l`accelerazione di gravità.
  • Si noti che l`accelerazione gravitazionale sulla superficie terrestre è costante: g = 9.8 m/s2
  • Esempio: peso = m * g = 4.2*9.8 = 41.16
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 12
    3. Determina il seno dell`angolo. Il seno di un angolo si calcola dividendo la lunghezza del lato del triangolo opposto all`angolo per l`ipotenusa del triangolo.
  • Esempio: sin(30) = 0.5
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 13
    4. Moltiplica il seno per la forza esterna. La forza esterna in questo caso si riferisce alla forza verso il basso sull`oggetto.
  • Esempio: 0.5*20.9 = 10.45
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 14
    5. Aggiungi questo valore al peso. Questo ti dà la forza normale.
  • Esempio: 10.45+41.16 = 51.61
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 15
    6. Scrivi la tua risposta. Si noti che per un oggetto fermo, in cui all`oggetto viene applicata una forza esterna verso il basso, la forza normale sarà maggiore del peso dell`oggetto.
  • Esempio: La forza normale è 51.61 n.
  • Metodo 4 di 5: forza normale con una forza esterna verso l`alto

    Immagine titolata Find Normal Force Step 16
    1. Usa l`equazione giusta. Per calcolare la forza normale di un oggetto fermo, in cui viene esercitata una forza esterna verso l`alto su quell`oggetto, utilizzare l`equazione: N = m * g - F * sin(x)`
    • n si riferisce alla forza normale, m si riferisce alla massa dell`oggetto, G si riferisce all`accelerazione di gravità, F si riferisce alla forza esterna e X si riferisce all`angolo tra l`oggetto e la direzione della forza esterna.
    • Esempio: Determina la forza normale di un blocco di massa 4.2 kg, dove una persona solleva il blocco con un angolo di 50 gradi e con una forza di 20.9 NO.
    Immagine titolata Find Normal Force Step 17
    2. Determina il peso dell`oggetto. Il peso di un oggetto è uguale alla massa dell`oggetto moltiplicata per l`accelerazione gravitazionale.
  • Si noti che l`accelerazione gravitazionale sulla superficie terrestre è una costante: g = 9.8 m/s2
  • Esempio: peso = m * g = 4.2*9.8 = 41.16
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 18
    3. Determina il seno dell`angolo. Il seno di un angolo si calcola dividendo la lunghezza del lato del triangolo opposto all`angolo per l`ipotenusa del triangolo.
  • Esempio: sin(50) = 0.77
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 19
    4. Moltiplica il seno per la forza esterna. La forza esterna si riferisce alla forza di galleggiamento esercitata sull`oggetto, in questo caso.
  • Esempio: 0.77*20.9 = 16.01
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 20
    5. Sottrarre questo valore dal peso. Con questo hai trovato la forza normale all`opera.
  • Esempio: 41.16 – 16.01 = 25.15
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 21
    6. Scrivi la tua risposta. Si noti che per un oggetto fermo, in cui all`oggetto viene applicata una forza esterna verso l`alto, la forza normale sarà inferiore al peso dell`oggetto.
  • Esempio: La forza normale è 25.15 n.
  • Metodo 5 di 5: Forza normale e attrito

    Immagine titolata Find Normal Force Step 22
    1. Impara l`equazione standard per l`attrito dinamico. L`attrito cinetico, o l`attrito su un oggetto in movimento, è uguale al coefficiente di attrito moltiplicato per la forza normale di un oggetto. In un confronto appare così: f = * N
    • In questa equazione, il F per attrito, il μ si riferisce al coefficiente di attrito, en si riferisce alla forza normale dell`oggetto.
    • Il "coefficiente d`attrito" è il rapporto tra la resistenza di attrito e la forza normale, che è responsabile della compressione delle due superfici opposte.
    Immagine titolata Find Normal Force Step 23
    2. Riorganizzare l`equazione per isolare la forza normale. Se hai un valore per l`attrito dinamico di un oggetto, oltre al coefficiente di attrito dell`oggetto, puoi calcolare la forza normale usando la formula: N = f /
  • Entrambi i lati dell`equazione originale sono stati divisi per μ, portando la forza normale su un lato dell`equazione e il coefficiente di attrito e l`attrito dinamico sull`altro lato.
  • Esempio: Determina la forza normale di un blocco quando il coefficiente di attrito è 0.4 e il grado di attrito dinamico stesso è 40 N.
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 24
    3. Dividere l`attrito dinamico per il coefficiente di attrito. Questo è essenzialmente tutto ciò che devi fare per determinare la forza normale.
  • Esempio: N = f / = 40 / 0.4 = 100
  • Immagine titolata Find Normal Force Step 25
    4. Scrivi la tua risposta. Se lo desideri, puoi verificare la tua risposta inserendola nell`equazione originale per l`attrito cinetico. Altrimenti ora hai risolto il problema.
  • Esempio: La forza normale è 100.0 N.
  • Necessità

    • Matita
    • Carta
    • Calcolatrice

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