VÍDEO: Calcule a força normal - é assim que você entende a fórmula

Você calcula a força normal como o produto do cosseno do ângulo de inclinação do plano inclinado e o peso do objeto apoiado nele. Observe que em algumas explicações simplificadas na Internet ou em livros, a força normal é equiparada ao componente normal da força do peso. Em última análise, isso leva ao mesmo resultado. No entanto, aqui você aprenderá primeiro o que realmente é a força normal.

O que se entende por força normal?

• Uma força normal sempre atua perpendicularmente, o que também é chamado de “normal” a uma superfície em termos técnicos.
• Imagine um objeto deitado sobre uma superfície. A força normal é a força que o solo exerce sobre o objeto. Ele é distribuído por toda a área de contato.
• Se o objeto estiver em uma superfície horizontal, a força normal tem a mesma quantidade que o peso do corpo, mas se contrapõe.
• Parece diferente quando o corpo está inclinado. Aqui, a quantidade de força normal não corresponde ao peso do objeto. Como a força normal sempre atua perpendicularmente à superfície, ela não pode atuar na direção oposta à força do peso.
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Como calcular a força normal

1. Para entender melhor os fatos, é melhor fazer um esboço. O plano inclinado forma um triângulo retângulo com seu comprimento, base e altura. O certo ângulo fica entre a altura e a base. Entre o comprimento e a base está o ângulo de inclinação.
2. Desenhe o vetor para o peso do objeto. Isso atua do centro de gravidade do objeto verticalmente para baixo.
3. Divida a força do peso em dois componentes, que também atuam no centro de gravidade do objeto. É o componente em declive e o componente normal. Desenhe o vetor para o componente de declive paralelo à superfície do plano inclinado e o vetor para o componente normal perpendicular a ele. Os dois vetores formam um paralelogramo de forças com peso como a força resultante. Neste caso especial, o paralelogramo de forças é um retângulo. Observe que os dois componentes não são forças atuantes reais. A força do peso é decomposta apenas para fins de cálculo.
4. Você pode ver que o retângulo é formado por dois triângulos retângulos que não são apenas semelhantes entre si, mas também o triângulo formado pelo comprimento, altura e base do plano inclinado. Em um sentido matemático, semelhança significa que os ângulos e as proporções são iguais.
5. Agora considere o triângulo que tem o vetor para a força do peso e o vetor para o componente normal da força do peso como lados. O ângulo entre esses dois lados é o mesmo por causa da semelhança Triângulos o ângulo de inclinação do plano inclinado.
6. Aplica-se que a quantidade da força normal é igual à quantidade do componente normal da força do peso. Se você conhece a força do peso e o ângulo de inclinação, também pode usar a trigonometria para calcular o componente normal da força do peso e, portanto, a quantidade da força normal.
7. Uma vez que o cosseno de um ângulo em um triângulo retângulo corresponde ao quociente do lado adjacente e da hipotenusa, calcule o Componente normal do peso como o produto do peso do objeto e o cosseno do ângulo de inclinação do oblíquo Nível. O resultado então também corresponde à quantidade da força normal.
8. Se você não tiver o ângulo de inclinação, mas sim a base e o comprimento do plano inclinado, insira o quociente da base e o comprimento para o cosseno do ângulo de inclinação. Isso é possível devido à semelhança dos triângulos.