VIDEO: Calcola la forza normale: ecco come capisci la formula

Si calcola la forza normale come il prodotto del coseno dell'angolo di inclinazione del piano inclinato e il peso dell'oggetto appoggiato su di esso. Si noti che in alcune spiegazioni semplificate su Internet o nei libri, la forza normale è equiparata alla componente normale della forza peso. Questo alla fine porta allo stesso risultato. Tuttavia, qui imparerai prima cosa sia effettivamente la forza normale.

Cosa si intende per forza normale?

• Una forza normale agisce sempre perpendicolarmente, detta anche “normale” ad una superficie in termini tecnici.
• Immagina un oggetto che giace su una superficie. La forza normale è la forza che il suolo esercita sull'oggetto. È distribuito su tutta l'area di contatto.
• Se l'oggetto giace su una superficie orizzontale, la forza normale ha la stessa quantità del peso del corpo, ma lo contrasta.
• Sembra diverso quando il corpo giace su un pendio. Qui la quantità di forza normale non corrisponde al peso dell'oggetto. Poiché la forza normale agisce sempre perpendicolarmente alla superficie, non può agire nella direzione opposta alla forza peso.
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Come calcolare la forza normale

1. Per comprendere meglio i fatti, è meglio fare uno schizzo. Il piano inclinato forma un triangolo rettangolo con la sua lunghezza, base e altezza. Quello giusto angolo si trova tra l'altezza e la base. Tra la lunghezza e la base c'è l'angolo di inclinazione.
2. Disegna il vettore per il peso dell'oggetto. Questo agisce dal centro di gravità dell'oggetto verticalmente verso il basso.
3. Dividere la forza peso in due componenti, che agiscono anche sul baricentro dell'oggetto. È la componente in discesa e la componente normale. Disegna il vettore per la componente in discesa parallela alla superficie del piano inclinato e il vettore per la componente normale perpendicolare ad essa. I due vettori formano un parallelogramma di forze con il peso come forza risultante. In questo caso speciale il parallelogramma delle forze è un rettangolo. Si noti che le due componenti non sono forze agenti reali. La forza peso viene scomposta solo a scopo di calcolo.
4. Si vede che il rettangolo è formato da due triangoli rettangoli non solo simili tra loro, ma anche il triangolo formato dalla lunghezza, altezza e base del piano inclinato. In senso matematico, somiglianza significa che gli angoli e le proporzioni sono le stesse.
5. Consideriamo ora il triangolo che ha come lati il ​​vettore per la forza peso e il vettore per la componente normale della forza peso. L'angolo tra questi due lati è dovuto alla somiglianza di triangoli l'angolo di inclinazione del piano inclinato.
6. Si applica che la quantità della forza normale è uguale alla quantità della componente normale della forza peso. Se conosci la forza peso e l'angolo di inclinazione, puoi anche usare la trigonometria per calcolare la componente normale della forza peso e quindi la quantità della forza normale.
7. Poiché il coseno di un angolo in un triangolo rettangolo corrisponde al quoziente del cateto adiacente e dell'ipotenusa, calcola il Componente normale del peso come prodotto del peso dell'oggetto e il coseno dell'angolo di inclinazione dell'obliquo Livello. Il risultato quindi corrisponde anche alla quantità della forza normale.
8. Se non ti viene dato l'angolo di inclinazione, ma piuttosto la base e la lunghezza del piano inclinato, inserisci il quoziente di base e lunghezza per il coseno dell'angolo di inclinazione. Ciò è possibile a causa della somiglianza dei triangoli.