Калькулятор силы нормальной реакции

Калькулятор нормальной силы поможет вам найти силу, которую оказывает поверхность, чтобы предотвратить падение объекта через нее. В следующем тексте мы предоставим вам некоторые формулы нормальной силы и ответ на простой вопрос: что такое нормальная сила? При этом мы также упомянем третий закон движения Ньютона. Прокрутите вниз, чтобы узнать, как рассчитать нормальную силу.

Что такое нормальная сила?

Нормальная сила — это перпендикулярная сила, которую поверхность оказывает на объект. Например, если вы положите книгу на стол, ее притянет к земле гравитационная сила. Чтобы противодействовать этой силе, стол оказывает давление на книгу, предотвращая ее падение. Эта противодействующая сила называется нормальной силой и обозначается FN или N. Единицей измерения нормальной силы является «N» (Ньютон).

 

Нормальная сила — типичный пример третьего закона движения Ньютона.

Если один объект оказывает силу на второй объект, второй объект оказывает на первый объект силу равной величины и противоположного направления (действие равно противодействию).

Итак, нормальная сила равна силе, прилагаемой объектом к поверхности. Ее формулы меняются в зависимости от уклона поверхности.

Для объекта, лежащего на плоской поверхности, формула имеет следующий вид:
FN = m * g

где

m — масса объекта.
g — ускорение свободного падения.
Согласно третьему закону Ньютона нормальная сила (FN) для объекта на плоской поверхности равна его гравитационной силе (W).

Для объекта, помещенного на наклонную поверхность, уравнение нормальной силы имеет следующий вид:
FN = m * g * cos (α)

где

α — угол наклона поверхности.

На наклонной поверхности (при условии, что объект не скользит вниз) вес объекта поддерживается как нормальной силой, так и трением. Гравитационная сила объекта не противоположна и равна нормальной силе.

Для объектов на плоской поверхности нормальная сила противодействует весу объектов. (Не путайте это с массой! Вес — это то же самое, что и сила тяжести.) Это только в том случае, когда на объект нет внешней силы, или, если она есть, внешняя сила параллельна поверхности. Давайте посмотрим, что произойдет, если есть внешняя сила, которая не действует одновременно с поверхностью!

Формула нормальной силы с внешней силой
При расчетах с учетом внешней силы следует учитывать только параллельную составляющую вектора. Вот почему в уравнения нормальной силы, перечисленные ниже, включены углы.

1. Внешняя направленная вниз сила

FN = m * g + F * sin (x)

где

F — значение внешней силы.
x — угол между поверхностью и внешней силой.

2.Внешняя восходящая сила

FN = m * g — F * sin (x)

Если есть внешняя сила, направленная вниз, вам нужно добавить ее векторную составляющую к весу объекта. Это увеличивает нормальную силу, внешняя сила толкает объект в землю. Противоположный случай для внешней силы, направленной вверх. Она отталкивает объект от земли, поэтому нормальная сила уменьшается.

Если сила направлена прямо вверх и равна силе гравитации, нормальная сила равна нулю. Почему? Потому что она полностью противодействует силе тяжести.

Как самостоятельно найти нормальную силу?

Представьте, что на земле лежит ящик, который вы хотите переместить. Вес 100 кг. Вы нажимаете на него под углом 45 градусов с силой 250 Н.

N = 100 * 9,807 + 250 * sin (45o) = 980,7 + 250 * √2 / 2 = 1,157,4 Н

Земля воздействует на коробку с силой 1157,4 Н.