Calculando a força normal

A força normal é a quantidade de força necessária para neutralizar outras forças em uma determinada situação. A melhor maneira de determinar isso depende das condições em que um objeto está e das variáveis ​​para as quais você tem os dados. Continue lendo para aprender mais.

Degraus

Método 1 de 5: Força normal em repouso

Imagem intitulada Find Normal Force Step 1
1. Entenda o que o força normal refere-se. A força normal refere-se à quantidade de força necessária para neutralizar a gravidade.
  • Imagine um bloco deitado sobre uma mesa. A força da gravidade puxa o bloco em direção à terra, mas obviamente há uma força que impede que o bloco atravesse a mesa e atinja o chão. A força responsável pelo cancelamento da gravidade é a força normal.
Imagem intitulada Find Normal Force Step 2
2. Conheça a equação para a força normal de um objeto em repouso. Ao calcular a força normal de um objeto em repouso sobre uma superfície plana, use a fórmula: N = m * g
  • Nesta equação, . refere-se a N à força normal, m refere-se à massa do objeto e g para a aceleração da gravidade.
  • Para um objeto em uma superfície plana sem forças externas, a força normal é igual ao peso do objeto. Para manter o objeto em repouso, a força normal deve ser igual à força gravitacional sobre o objeto. A gravidade é o peso do objeto ou também a massa vezes a aceleração gravitacional.
  • Exemplo: Determine a força normal de um bloco de massa 4.2kg.
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 3
    3. Multiplique a massa do objeto pela aceleração da gravidade. Com isso, você conhece o peso do objeto, que em última análise é igual à força normal do objeto em repouso.
  • Observe que a aceleração gravitacional na superfície da Terra é uma constante: g = 9.8 m/s2
  • Exemplo: peso = m * g = 4.2*9.8 = 41.16
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 4
    4. Anote sua resposta. O passo anterior deve ter resolvido todo o problema, dando-lhe a resposta agora.
  • Exemplo: A força normal é 41.16N.
  • Método 2 de 5: Força normal em um declive

    Imagem intitulada Find Normal Force Step 5
    1. Use a equação certa. Para determinar a força normal de um objeto em um ângulo, você precisa da seguinte fórmula: N = m * g * cos(x)
    • Nesta equação, . refere-se a N à força normal, m refere-se à massa do objeto, g refere-se à aceleração da gravidade, e X refere-se ao ângulo ou inclinação.
    • Exemplo: Determine a força normal de um bloco de massa 4.2 kg, que está localizado em uma prateleira com inclinação de 45 graus.
    Imagem intitulada Find Normal Force Step 6
    2. Determine o cosseno do ângulo. O cosseno de um ângulo é igual ao seno do ângulo complementar ou lado adjacente dividido pela hipotenusa do triângulo formado pela inclinação.
  • Esse valor geralmente é calculado com uma calculadora porque o cosseno de cada ângulo é constante para esse ângulo, mas você também pode calculá-lo manualmente.
  • Exemplo: cos(45) = 0.71
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 7
    3. Determine o peso do objeto. O peso de um objeto é igual à massa desse objeto multiplicada pela aceleração da gravidade.
  • Observe que a aceleração gravitacional na superfície da Terra é uma constante: g = 9.8 m/s2
  • Exemplo: peso = m * g = 4.2*9.8 = 41.16
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 8
    4. Multiplique os dois valores juntos. Para determinar a força normal, você terá que multiplicar o peso do objeto pelo cosseno do ângulo de inclinação.
  • Exemplo: N = m * g * cos(x) = 41.16*0.71 = 29.1
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 9
    5. Anote sua resposta. A etapa anterior completa o problema e fornece a resposta.
  • Observe que um objeto em um declive tem uma força normal menor que o peso do objeto.
  • Exemplo: A força normal é 29.1N.
  • Método 3 de 5: Força normal com força externa para baixo

    Imagem intitulada Find Normal Force Step 10
    1. Use a equação certa. Para calcular a força normal de um objeto em repouso, onde uma força externa para baixo é aplicada a esse objeto, use a equação: N = m * g + F * sin(x)`
    • N refere-se à força normal, m refere-se à massa do objeto, g refere-se à aceleração da gravidade, f refere-se à força externa, e X refere-se ao ângulo entre o objeto e a direção da força externa.
    • Exemplo: Determine a força normal de um bloco de massa 4.2 kg, onde uma pessoa exerce uma força para baixo de 20.Aplique 9 N no bloco em um ângulo de 30 graus.
    Imagem intitulada Find Normal Force Step 11
    2. Determine o peso do objeto. O peso de um objeto é igual à massa do objeto multiplicada pela aceleração da gravidade.
  • Observe que a aceleração gravitacional na superfície da Terra é constante: g = 9.8 m/s2
  • Exemplo: peso = m * g = 4.2*9.8 = 41.16
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 12
    3. Determine o seno do ângulo. O seno de um ângulo é calculado dividindo o comprimento do lado do triângulo oposto ao ângulo pela hipotenusa do triângulo.
  • Exemplo: sin(30) = 0.5
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 13
    4. Multiplique o seno pela força externa. A força externa neste caso refere-se à força para baixo no objeto.
  • Exemplo: 0.5*20.9 = 10.45
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 14
    5. Adicione este valor ao peso. Isso lhe dá a força normal.
  • Exemplo: 10.45 + 41.16 = 51.61
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 15
    6. Anote sua resposta. Observe que para um objeto em repouso, onde uma força externa para baixo é aplicada ao objeto, a força normal será maior que o peso do objeto.
  • Exemplo: A força normal é 51.61 NÃO.
  • Método 4 de 5: Força normal com uma força externa para cima

    Imagem intitulada Find Normal Force Step 16
    1. Use a equação certa. Para calcular a força normal de um objeto em repouso, onde uma força externa para cima é exercida sobre esse objeto, use a equação: N = m * g - F * sin(x)`
    • N refere-se à força normal, m refere-se à massa do objeto, g refere-se à aceleração da gravidade, f refere-se à força externa e X refere-se ao ângulo entre o objeto e a direção da força externa.
    • Exemplo: Determine a força normal de um bloco de massa 4.2 kg, onde uma pessoa levanta o bloco em um ângulo de 50 graus e com uma força de 20.9 NÃO.
    Imagem intitulada Find Normal Force Step 17
    2. Determine o peso do objeto. O peso de um objeto é igual à massa do objeto multiplicada pela aceleração gravitacional.
  • Observe que a aceleração gravitacional na superfície da Terra é uma constante: g = 9.8 m/s2
  • Exemplo: peso = m * g = 4.2*9.8 = 41.16
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 18
    3. Determine o seno do ângulo. O seno de um ângulo é calculado dividindo o comprimento do lado do triângulo oposto ao ângulo pela hipotenusa do triângulo.
  • Exemplo: sin(50) = 0.77
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 19
    4. Multiplique o seno pela força externa. A força externa refere-se à força de empuxo exercida sobre o objeto, neste caso.
  • Exemplo: 0.77*20.9 = 16.01
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 20
    5. Subtraia este valor do peso. Com isso você encontrou a força normal no trabalho.
  • Exemplo: 41.16 - 16.01 = 25.15
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 21
    6. Escreva sua resposta. Observe que para um objeto em repouso, onde uma força externa para cima é aplicada ao objeto, a força normal será menor que o peso do objeto.
  • Exemplo: A força normal é 25.15N.
  • Método 5 de 5: Força e atrito normais

    Imagem intitulada Find Normal Force Step 22
    1. Aprenda a equação padrão para atrito cinético. O atrito cinético, ou o atrito em um objeto em movimento, é igual ao coeficiente de atrito multiplicado pela força normal de um objeto. Em uma comparação fica assim: f = * N
    • Nesta equação, o f para atrito, o μ refere-se ao coeficiente de atrito, eN refere-se à força normal do objeto.
    • O "coeficiente de fricção" é a razão entre a resistência ao atrito e a força normal, que é responsável pela compressão das duas superfícies opostas.
    Imagem intitulada Find Normal Force Step 23
    2. Reorganize a equação para isolar a força normal. Se você tiver um valor para o atrito cinético de um objeto, além do coeficiente de atrito do objeto, poderá calcular a força normal usando a fórmula: N = f/
  • Ambos os lados da equação original foram divididos por μ, trazendo a força normal para um lado da equação e o coeficiente de atrito e atrito cinético para o outro lado.
  • Exemplo: Determine a força normal de um bloco quando o coeficiente de atrito é 0.4 e o próprio grau de atrito cinético é 40 N.
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 24
    3. Divida o atrito cinético pelo coeficiente de atrito. Isso é essencialmente tudo o que você precisa fazer para determinar a força normal.
  • Exemplo: N = f / = 40 / 0.4 = 100
  • Imagem intitulada Find Normal Force Step 25
    4. Escreva sua resposta. Se desejar, você pode verificar sua resposta inserindo-a na equação original do atrito cinético. Caso contrário, você já resolveu o problema.
  • Exemplo: A força normal é 100.0N.
  • Necessidades

    • Lápis
    • Papel
    • Calculadora

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