Problemes resolts de les lleis del moviment de Newton: força normal
1. Un objecte que descansa sobre una taula, com es mostra a la figura següent. La massa de l'objecte és d'1 kg. L'acceleració de la gravetat és de 9.8 m/s² . Determineu la força normal exercida per la taula sobre l'objecte.
Conegut:
Massa (m) = 1 kg
Acceleració de la gravetat (g) = 9.8 m/ s²
Pes (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newtons
Es busca: força normal (N)
Solució:
L'objecte està en repòs sobre la taula, de manera que la força neta sobre l'objecte és zero (primera o segona llei de Newton). El pes de l'objecte actua verticalment cap avall, cap al centre de la Terra. Hi ha d'haver una altra força sobre l'objecte per equilibrar la força gravitatòria . L'objecte descansa sobre la taula, de manera que la taula exerceixi aquesta força cap amunt. La força exercida per la taula sovint s'anomena força normal (N). Normal significa perpendicular.
Trieu la direcció ascendent com a direcció y positiva. La força neta sobre l'objecte és:
∑ Fy = 0
N – w = 0
N = w
N = mg
N = 9.8 Newtons
La força normal sobre l'objecte, exercida per la taula, és de 9.8 N cap amunt.
[irp]
2. Dos objectes recolzats sobre una taula. Massa de l'objecte 1 (m1 ) = 1 kg, massa de l'objecte 2 (m2 ) = 2 kg, acceleració deguda a la gravetat (g) = 9.8 m/s2 . Determineu la magnitud i la direcció de la força normal exercida per m2 sobre l'm1 i la força normal exercida per la taula sobre l' m2.
Solució
Conegut:
Massa de l'objecte 1 (m² ) = 1 kg
Massa de l'objecte 2 (m² ) = 2 kg
Acceleració de la gravetat (g) = 9.8 m/ s²
Pes de l'objecte 1 (w 1 ) = m 1 g = (1)(9.8 m/s 2 ) = 9.8 kg m/s 2 = 9.8 Newtons
Pes de l'objecte 2 (w² ) = m² g = (2)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newtons
Es busquen: N 1 i N 2
Solució:
(a) Força normal exercida per m² sobre m¹ ( N¹ )
N1 = w1 = 9.8 Newtons
La direcció de N₂ és ascendent.
(b) Força normal exercida per la taula sobre el m² ( N² )
N₂ = w₁ + w₂ = 9.8 Newtons + 19.6 Newtons = 29.4 Newtons
La direcció de N₂ és ascendent.
[irp]
3. Un objecte que descansa sobre la taula. La massa de l'objecte és de 2 kg, l'acceleració deguda a la gravetat és de 9.8 m/s² . La magnitud de la força F és de 10 Newtons. Trobeu la magnitud i la direcció de la força normal exercida per la taula sobre l'objecte.
Solució
Conegut:
Massa de l'objecte (m) = 2 kg
Acceleració deguda a la gravetat (g) = 9.8 m/ s²
Pes (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newtons
Força F (F) = 10 Newton
Es busca : magnitud i direcció de la força normal (N)
Solució:
la direcció de la força normal és ascendent.
Magnitud de la força normal:
∑ F = 0
N – F – w = 0
N = F + w
N = 10 Newtons + 20 Newtons
N = 30 Newtons
[irp]
4. Un objecte que descansa sobre una taula. La massa de l'objecte és d'1 kg, l'acceleració deguda a la gravetat és de 9,8 m/s² , la força F¹ és de 10 N i la força F² és de 20 N. Determineu la magnitud i la direcció de la força normal exercida per la taula sobre l'objecte. g = 9.8 m/ s²
Solució
Conegut:
Massa (m) = 1 kg
Acceleració de la gravetat (g) = 9.8 m/ s²
Pes (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newtons
F1 = 10 Newtons
F2 = 20 Newtons
Es busca: magnitud i direcció de la força normal (N)
Solució:
La direcció de la força normal és ascendent.
Magnitud de la força normal:
∑ F = 0
N – F2 – w + F1 = 0
N = F2 + w – F1
N = 20 Newtons + 9.8 Newtons – 10 Newtons
N = 19.8 Newtons
[irp]
5. Massa de l'objecte (m) = 2 kg, acceleració de la gravetat (g) = 9.8 m/s² , angle = 30 ° . Trobeu la magnitud i la direcció de la força normal exercida sobre l'objecte.
Solució:
w és el pes, w x és el component horitzontal del pes, w y és un component vertical del pes i N és la força normal.
Conegut:
massa (m) = 2 kg
acceleració de la gravetat (g) = 9.8 m/ s²
pes (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newtons
w x = w sin 60 o = (19.6 N)(0.5) √ 3 = 9.8 √ 3 Newtons
w y = w cos 60 = (19.6 N)(0.5) = 9.8 Newtons
Es busca: força normal (N)
Solució:
∑ F = 0
N – w y = 0
N = w y
N = 9.8 Newtons
[irp]
[wpdm_package id='467′]
- Massa i pes
- Força normal
- Segona llei del moviment de Newton
- Força de fricció
- Moviment sobre la superfície horitzontal sense força de fricció
- El moviment de dos cossos amb la mateixa acceleració sobre una superfície horitzontal rugosa amb la força de fricció
- Moviment sobre el pla inclinat sense força de fricció
- Moviment sobre el pla inclinat rugós amb la força de fricció
- Moviment en un ascensor
- El moviment dels cossos està connectat per cordes i politges
- Dos cossos amb la mateixa acceleració
- Arrodonir una corba plana: dinàmica del moviment circular
- Arrodonir una corba peraltada: dinàmica del moviment circular
- Moviment uniforme en un cercle horitzontal
- Força centrípeta en moviment circular uniforme
