VIDEO: Vypočítajte normálnu silu - takto chápete vzorec
Normálnu silu vypočítate ako súčin kosínusu uhla sklonu naklonenej roviny a hmotnosti predmetu, ktorý na nej spočíva. Všimnite si toho, že v niektorých zjednodušených vysvetleniach na internete alebo v knihách je normálna sila rovná normálnej zložke silovej hmotnosti. To v konečnom dôsledku vedie k rovnakému výsledku. Tu sa však najskôr dozviete, čo je to normálna sila.
Čo znamená normálna sila?
- Normálna sila pôsobí vždy kolmo, čo sa odborne nazýva aj „normálna“ plocha.
- Predstavte si predmet ležiaci na povrchu. Normálna sila je sila, ktorou zem pôsobí na predmet. Je rozmiestnený po celej kontaktnej oblasti.
- Ak predmet leží na vodorovnom povrchu, normálna sila má rovnaké množstvo ako hmotnosť tela, ale pôsobí proti nemu.
- Inak to vyzerá, keď telo leží na svahu. Tu veľkosť normálnej sily nezodpovedá hmotnosti predmetu. Pretože normálna sila pôsobí vždy kolmo na povrch, nemôže pôsobiť v opačnom smere ako silová sila.
Vypočítajte statické trenie - takto sa to robí
Určite ste sa v každodennom živote stretli so zákonmi statického trenia. …
Ako vypočítať normálnu silu
- Na lepšie pochopenie faktov je najlepšie urobiť si náčrt. Naklonená rovina tvorí svojou dĺžkou, základňou a výškou pravouhlý trojuholník. To pravé uhol leží medzi výškou a základňou. Medzi dĺžkou a základňou je uhol sklonu.
- Nakreslite vektor pre hmotnosť predmetu. Pôsobí to od ťažiska predmetu zvisle nadol.
- Hmotnosť rozdeľte na dve zložky, ktoré pôsobia aj na ťažisko predmetu. Je to zjazdová a normálna zložka. Nakreslite vektor pre zjazdovú zložku rovnobežne s povrchom naklonenej roviny a vektor pre normálnu zložku kolmú na ňu. Dva vektory tvoria rovnobežník síl s hmotnosťou ako výslednou silou. V tomto špeciálnom prípade je rovnobežníkom síl obdĺžnik. Uvedomte si, že tieto dve zložky nie sú skutočnými pôsobiacimi silami. Hmotnostná sila sa člení iba na účely výpočtu.
- Môžete vidieť, že obdĺžnik je tvorený dvoma pravouhlými trojuholníkmi, ktoré sú si navzájom nielen podobné, ale aj trojuholníkom tvorí dĺžka, výška a základňa naklonenej roviny. Podobnosť v matematickom zmysle znamená, že uhly a pomery strán sú rovnaké.
- Teraz vezmite do úvahy trojuholník, ktorý má vektor pre silu hmotnosti a vektor pre normálnu zložku sily hmotnosti ako strany. Uhol medzi týmito dvoma stranami je kvôli podobnosti rovnaký Trojuholníky uhol sklonu naklonenej roviny.
- Platí, že veľkosť normálovej sily sa rovná veľkosti normálnej zložky hmotnostnej sily. Ak poznáte hmotnostnú silu a uhol sklonu, môžete pomocou trigonometrie vypočítať aj normálnu zložku silovej hmotnosti a tým aj veľkosť normálnej sily.
- Pretože kosínus uhla v pravom trojuholníku zodpovedá podielu susednej strany a prepony, vypočítajte Normálna zložka hmotnosti ako súčin hmotnosti predmetu a kosínusu uhla sklonu šikmého Úroveň. Výsledok potom tiež zodpovedá veľkosti normálnej sily.
- Ak vám nie je daný uhol sklonu, ale základňa a dĺžka naklonenej roviny, zadajte podiel základne a dĺžky pre kosínus uhla sklonu. Je to možné kvôli podobnosti trojuholníkov.
