Нормальная сила

Физика > Нормальная сила

Нормальная сила возникает, если тело контактирует с поверхностью. Результирующая сила всегда расположена перпендикулярно контактирующей поверхности.

Задача обучения

• Рассмотрите Второй и Третий законы Ньютона при определении нормальной силы.

Основные пункты

• Нормальная сила (F_N) возникает, когда объект контактирует с поверхностью.
• Нормальная сила появляется, потому что для каждой силы существует равная и противоположная.
• Она всегда располагается перпендикулярно контактируемой плоскости.

Термины

• Нормальная – линия или вектор, перпендикулярные другой линии, плоскости или поверхности.
• Перпендикуляр – формирование прямого угла.

Пример

Саша весит 800 N. Когда он стоит на ровной поверхности, то получит равнозначную отдачу.

Обзор

Нормальная сила (F_N) появляется, когда объект контактирует с поверхностью. Третий закон Ньютона гласит: когда один объект влияет силой на второй, то тот также отвечает силой, равной по величине и противоположной по направлению. Самый простой пример – стоящий на земле человек. Поверхность также влияет на человека с той же силой, что и его вес.

Силы на наклонных плоскостях

Ситуация с определением силы нормальной реакции усложняется, если речь идет о наклонной поверхности. Тогда нормальная сила не располагается в прямо противоположном направлении, потому что масса контактирует с поверхностью под углом. В итоге, имеем формулу:

F_N = mg cos(θ),

где:

- m – данная масса.

- g – ускорение силы тяжести.

- θ – угол между горизонтальной линией и наклоном поверхности.

Масса расположена на наклонной плоскости, которая находится под углом θ к горизонтали. На массу влияют вес (mg), сила трения (F_r) и нормальная сила (F_n)

Еще одним интересным примером решения нормальной силы в физике выступает человек в лифте. При подъеме, нормальная сила превышает силу гравитации. Тогда человек ощущает влияние силы тяжести (не меняется) и нормальной. Отсюда вывод, что нормальная сила равна:

F_N = m ⋅ g = m ⋅ a,

где F_N – нормальная сила, m ⋅ g – сила гравитации, m – масса человека.

Ускорение положительное, поэтому нормальная сила должна превышать создаваемую гравитацией.

---