1. Definizione:
La forza normale è una forza di contatto che agisce perpendicolare alla superficie del contatto tra due oggetti. È la forza che impedisce a un oggetto di passare attraverso un altro.
2. Equilibrio:
Nella maggior parte dei casi, la forza normale è determinata dalla condizione di equilibrio. Ciò significa che la forza netta che agisce su un oggetto è zero.
3. Diagramma del corpo libero:
Per calcolare la forza normale, è necessario disegnare un diagramma del corpo libero dell'oggetto. Questo diagramma dovrebbe includere tutte le forze che agiscono sull'oggetto, tra cui gravità, forze applicate e forza normale.
4. La seconda legge di Newton:
Applicare la seconda legge di movimento di Newton (F =Ma) all'oggetto nella direzione perpendicolare alla superficie del contatto. La somma delle forze in questa direzione deve essere zero affinché l'oggetto sia in equilibrio.
5. Calcoli:
Ecco alcuni scenari comuni e come calcolare la forza normale:
* Oggetto su una superficie orizzontale:
* forza normale =peso dell'oggetto:
* N =mg
* dove n è la forza normale, m è la massa dell'oggetto e G è l'accelerazione dovuta alla gravità (9,8 m/s²).
* Oggetto su un piano inclinato:
* Forza normale =peso dell'oggetto * coseno dell'angolo di inclinazione:
* N =mg * cos (θ)
* dove θ è l'angolo tra il piano inclinato e l'orizzontale.
* oggetto che viene spinto o tirato:
* forza normale =peso dell'oggetto + (forza applicata * seno dell'angolo tra la forza applicata e la normale):
* N =mg + f_applied * sin (θ)
* Ciò considera il caso in cui una forza applicata ha un componente perpendicolare alla superficie.
Esempio:
Supponiamo che tu abbia una scatola da 10 kg appoggiata su un tavolo orizzontale. La forza normale che agisce sulla scatola è:
* N =mg =(10 kg) (9,8 m/s²) =98 N
Punti importanti:
* La forza normale non è sempre uguale al peso: Questo è vero solo quando la superficie è orizzontale e non ci sono altre forze che agiscono perpendicolari alla superficie.
* La forza normale è sempre perpendicolare alla superficie: Non ha un componente parallelo alla superficie.
* La forza normale può essere zero: Se un oggetto è in caduta libera, non esiste una forza normale che agisce su di esso.
Ricorda: Il calcolo della forza normale può essere più complesso in situazioni che coinvolgono più forze e piani inclinati. Disegna sempre un diagramma del corpo gratuito e applica le leggi di Newton per determinare le forze coinvolte.
