VIDEO: Calcule la fuerza normal: así es como entiende la fórmula

Calcula la fuerza normal como el producto del coseno del ángulo de inclinación del plano inclinado y el peso del objeto que descansa sobre él. Tenga en cuenta que en algunas explicaciones simplificadas en Internet o en libros, la fuerza normal se equipara con el componente normal de la fuerza del peso. Esto finalmente conduce al mismo resultado. Sin embargo, aquí aprenderá primero cuál es realmente la fuerza normal.

¿Qué se entiende por fuerza normal?

• Una fuerza normal siempre actúa de forma perpendicular, lo que también se denomina "normal" a una superficie en términos técnicos.
• Imagina un objeto que yace sobre una superficie. La fuerza normal es la fuerza que ejerce el suelo sobre el objeto. Se distribuye por toda la zona de contacto.
• Si el objeto descansa sobre una superficie horizontal, la fuerza normal tiene la misma cantidad que el peso del cuerpo, pero la contrarresta.
• Se ve diferente cuando el cuerpo está inclinado. Aquí la cantidad de fuerza normal no se corresponde con el peso del objeto. Dado que la fuerza normal siempre actúa perpendicular a la superficie, no puede actuar en la dirección opuesta a la fuerza del peso.
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Cómo calcular la fuerza normal

1. Para comprender mejor los hechos, lo mejor es hacer un boceto. El plano inclinado forma un triángulo rectángulo con su longitud, base y altura. Lo que es correcto ángulo se encuentra entre la altura y la base. Entre la longitud y la base está el ángulo de inclinación.
2. Dibuja el vector del peso del objeto. Este actúa desde el centro de gravedad del objeto verticalmente hacia abajo.
3. Divida la fuerza del peso en dos componentes, que también actúan sobre el centro de gravedad del objeto. Es el componente de descenso y el componente normal. Dibuje el vector de la componente cuesta abajo paralela a la superficie del plano inclinado y el vector de la componente normal perpendicular a ella. Los dos vectores forman un paralelogramo de fuerzas con el peso como fuerza resultante. En este caso especial, el paralelogramo de fuerzas es un rectángulo. Tenga en cuenta que los dos componentes no son fuerzas actuantes reales. La fuerza de peso solo se desglosa para fines de cálculo.
4. Puede ver que el rectángulo está formado por dos triángulos rectángulos que no solo son similares entre sí, sino también el triángulo formado por la longitud, la altura y la base del plano inclinado. En un sentido matemático, similitud significa que los ángulos y las relaciones de aspecto son los mismos.
5. Ahora considere el triángulo que tiene el vector de la fuerza del peso y el vector de la componente normal de la fuerza del peso como lados. El ángulo entre estos dos lados es el mismo debido a la similitud triangulos el ángulo de inclinación del plano inclinado.
6. Se aplica que la cantidad de fuerza normal es igual a la cantidad de componente normal de la fuerza de peso. Si conoce la fuerza del peso y el ángulo de inclinación, también puede usar la trigonometría para calcular el componente normal de la fuerza del peso y, por lo tanto, la cantidad de la fuerza normal.
7. Dado que el coseno de un ángulo en un triángulo rectángulo corresponde al cociente del lado adyacente y la hipotenusa, calcule el Componente normal del peso como el producto del peso del objeto y el coseno del ángulo de inclinación del oblicuo Nivel. Entonces, el resultado también corresponde a la cantidad de fuerza normal.
8. Si no se le da el ángulo de inclinación, sino la base y la longitud del plano inclinado, inserte el cociente de la base y la longitud para el coseno del ángulo de inclinación. Esto es posible debido a la similitud de los triángulos.