VIDEO: Beregn normal kraft - sådan forstår du formlen
Du beregner den normale kraft som produktet af cosinus af hældningsvinklen for det skrå plan og vægten af objektet, der hviler på det. Bemærk, at i nogle forenklede forklaringer på Internettet eller i bøger sidestilles den normale kraft med den normale komponent i vægtkraften. Dette fører i sidste ende til det samme resultat. Men her vil du først lære, hvad den normale kraft faktisk er.
Hvad menes med normal kraft?
- En normal kraft virker altid vinkelret, hvilket også kaldes "normal" til en overflade rent teknisk.
- Forestil dig et objekt, der ligger på en overflade. Den normale kraft er den kraft, jorden udøver på objektet. Det er fordelt over hele kontaktområdet.
- Hvis objektet ligger på en vandret overflade, har den normale kraft samme mængde som kroppens vægt, men modvirker det.
- Det ser anderledes ud, når kroppen ligger på en skråning. Her svarer mængden af normal kraft ikke til objektets vægt. Da den normale kraft altid virker vinkelret på overfladen, kan den ikke virke i den modsatte retning af vægtkraften.
Beregn statisk friktion - sådan gøres det
Du er helt sikkert stødt på lovene om statisk friktion i hverdagen. …
Sådan beregnes den normale kraft
- For bedre at forstå fakta er det bedst at lave en skitse. Det skrå plan danner en retvinklet trekant med længde, bund og højde. Den rigtige vinkel ligger mellem højden og bunden. Mellem længden og bunden er hældningsvinklen.
- Tegn i vektoren for objektets vægt. Dette virker lodret nedad fra objektets tyngdepunkt.
- Opdel vægtkraften i to komponenter, som også virker på objektets tyngdepunkt. Det er den nedadgående komponent og den normale komponent. Tegn vektoren for den nedadgående komponent parallelt med overfladen af det skrå plan, og vektoren for den normale komponent vinkelret på den. De to vektorer danner et parallelogram af kræfter med vægt som den resulterende kraft. I dette særlige tilfælde er parallelogrammet af kræfter et rektangel. Bemærk, at de to komponenter ikke er reelle virkende kræfter. Vægtkraften er kun opdelt i beregningsøjemed.
- Du kan se, at rektanglet består af to rigtige trekanter, der ikke kun ligner hinanden, men også trekanten, der består af længden, højden og bunden af det skråplan. I matematisk forstand betyder lighed, at vinklerne og aspektforholdene er de samme.
- Overvej nu trekanten, der har vektoren for vægtkraften og vektoren for vægtkraftens normale komponent som sider. Vinklen mellem disse to sider er den samme på grund af ligheden Trekanter skråplanets hældningsvinkel.
- Det gælder, at mængden af den normale kraft er lig med mængden af den normale komponent af vægtkraften. Hvis du kender vægtkraften og hældningsvinklen, kan du også bruge trigonometri til at beregne vægtkomponentens normale komponent og dermed mængden af den normale kraft.
- Da cosinus for en vinkel i en højre trekant svarer til kvotienten på den tilstødende side og hypotenusen, beregnes Normal komponent af vægten som produktet af objektets vægt og cosinus af skråningens hældningsvinkel Niveau. Resultatet svarer da også til størrelsen af den normale kraft.
- Hvis du ikke får hældningsvinklen, men derimod basen og længden af det skråplan, skal du indsætte basiskvoten og længden for cosinus for hældningsvinklen. Dette er muligt på grund af trekanternes lighed.
