Řešené úlohy z Newtonových pohybových zákonů – Normálová síla
1. Předmět spočívající na stole, znázorněný na obrázku níže. Hmotnost předmětu je 1 kg. Těžiště je 9.8 m/s² . Určete normálovou sílu, kterou na předmět působí stůl.
Známý:
Hmotnost (m) = 1 kg
Gravitační zrychlení (g) = 9.8 m/ s²
Hmotnost (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newtonů
Hledaná: normálová síla (N)
Řešení:
Předmět leží na stole, takže výsledná síla působící na předmět je nulová (první nebo druhý Newtonův zákon). Tíha předmětu působí svisle dolů, směrem ke středu Země. Na předmět musí působit další síla, která vyvažuje gravitační sílu . Předmět leží na stole, aby stůl vyvíjel tuto sílu směřující nahoru. Síla vyvíjená stolem se často nazývá normálová síla (N). Normála znamená kolmá.
Zvolte směr nahoru jako kladný směr osy y. Výsledná síla působící na těleso je:
∑ Fy = 0
S – š = 0
N = w
N = mg
N = 9.8 Newtonů
Normálová síla působící na těleso ze stolu je 9.8 N směrem nahoru.
[irp]
2. Dva předměty ležící na stole. Hmotnost předmětu 1 (m1 ) = 1 kg, hmotnost předmětu 2 (m2 ) = 2 kg, gravitační zrychlení (g) = 9.8 m/s2 . Určete velikost a směr normálové síly, kterou působí m2 na m1 , a normálové síly , kterou působí stůl na m2.
Řešení
Známý:
Hmotnost objektu 1 (m² ) = 1 kg
Hmotnost objektu 2 (m² ) = 2 kg
Gravitační zrychlení (g) = 9.8 m/ s²
Hmotnost tělesa 1 (w1 ) = m1g = (1)(9.8 m/s2 ) = 9.8 kg m/s2 = 9.8 Newtonů
Hmotnost tělesa 2 (w² ) = m² g = (2)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newtonů
Hledá se: N 1 a N 2
Řešení:
(a) Normálová síla působící z m² na m¹ ( N¹ )
N 1 = w 1 = 9.8 Newtonů
Směr N1 je vzhůru.
(b) Normálová síla působící stolem na m² ( N² )
N² = w¹ + w² = 9.8 Newtonů + 19.6 Newtonů = 29.4 Newtonů
Směr N2 je vzhůru.
[irp]
3. Předmět ležící na stole. Hmotnost předmětu je 2 kg, gravitační zrychlení je 9.8 m/s² . Velikost síly F je 10 Newtonů. Určete velikost a směr normálové síly, kterou stůl působí na předmět.
Řešení
Známý:
Hmotnost objektu (m) = 2 kg
Gravitační zrychlení (g) = 9.8 m/ s²
Hmotnost (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newtonů
Síla F (F) = 10 Newtonů
Hledá se : velikost a směr normálové síly (N)
Řešení:
Směr normálové síly směřuje nahoru.
Velikost normálové síly:
∑ F = 0
N – F – w = 0
N = F + w
N = 10 Newtonů + 20 Newtonů
N = 30 Newtonů
[irp]
4. Předmět ležící na stole. Hmotnost předmětu je 1 kg, gravitační zrychlení je 9,8 m/s² , síla F¹ je 10 N a síla F² je 20 N. Určete velikost a směr normálové síly, kterou stůl působí na předmět. g = 9.8 m/ s²
Řešení
Známý:
Hmotnost (m) = 1 kg
Gravitační zrychlení (g) = 9.8 m/ s²
Hmotnost (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newtonů
F1 = 10 Newtonů
F2 = 20 Newtonů
Hledá se: velikost a směr normálové síly (N)
Řešení:
Směr normálové síly je nahoru.
Velikost normálové síly:
∑ F = 0
N – F2 – w + F1 = 0
N = F² + w – F₁
N = 20 Newtonů + 9.8 Newtonů – 10 Newtonů
N = 19.8 Newtonů
[irp]
5. Hmotnost tělesa (m) = 2 kg, gravitační zrychlení (g) = 9.8 m/s² , úhel = 30 ° . Určete velikost a směr normálové síly působící na těleso.
Řešení:
w je hmotnost, wx je vodorovná složka hmotnosti, wy je svislá složka hmotnosti, N je normálová síla.
Známý:
hmotnost (m) = 2 kg
gravitační zrychlení (g) = 9.8 m/ s²
hmotnost (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newtonů
w x = w sin 60 o = (19.6 N)(0.5) √ 3 = 9.8 √ 3 Newtony
w y = w cos 60 = (19.6 N)(0.5) = 9.8 Newtonů
Hledaná: normálová síla (N)
Řešení:
∑ F = 0
N – w y = 0
N = w y
N = 9.8 Newtonů
[irp]
[wpdm_package id='467']
- Hmotnost a hmotnost
- Normální síla
- Newtonův druhý pohybový zákon
- Třecí síla
- Pohyb na vodorovné ploše bez třecí síly
- Pohyb dvou těles se stejným zrychlením na drsném vodorovném povrchu působením třecí síly
- Pohyb po nakloněné rovině bez třecí síly
- Pohyb na drsné nakloněné rovině s třecí silou
- Pohyb ve výtahu
- Pohyb těles je spojen pomocí šňůr a kladek
- Dvě tělesa se stejnou velikostí zrychlení
- Zaoblení ploché křivky – dynamika kruhového pohybu
- Zatáčení klopené křivky – dynamika kruhového pohybu
- Rovnoměrný pohyb ve vodorovné kružnici
- Dostředivá síla v rovnoměrném kruhovém pohybu
