Beispiel für Aufgaben zur Normalkraft

9 Beispiele für Aufgaben zur Normalkraft

1. Ein Block ruht auf einer ebenen Fläche. Die Masse des Blocks (m) beträgt 1 kg, die Erdbeschleunigung (g) beträgt 10 m/s².²Betrag und Richtung der Normalkraft (N) sind...
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Ist bekannt :
Masse des Blocks (m) = 1 kg
Erdbeschleunigung (g) = 10 m/s²
Schwerkraft (w) = mg = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Newton
Gefragt Betrag und Richtung der Normalkraft (N)
Jawab :
Die Richtung der Normalkraft (N) ist wie unten dargestellt.

Die Größe der Normalkraft
Newtons erstes Gesetz besagt, dass die resultierende Kraft, die auf einen ruhenden Körper wirkt, null ist. Es wirkt eine nach unten gerichtete Kraft (w). Da der Block ruht, muss eine nach oben gerichtete Kraft wirken, die das Gewicht ausgleicht, sodass die resultierende Kraft null ist. Diese nach oben gerichtete Kraft, die das Gewicht ausgleicht, ist die Normalkraft (N). Mathematisch ausgedrückt:
2. Beide Blöcke befinden sich in Ruhe. Die Masse von Block 1 (m₁) = 1 kg, Masse des Blocks 2 (m₂) = 2 kg, Erdbeschleunigung (g) = 10 m/s²Betrag und Richtung der Normalkraft, die auf Block 1 wirkt (N)₁) und Block 2 (N₂) Ist…
Diskussion
Ist bekannt :
Masse von Block 1 (m₁) = 1 kg
Masse von Block 2 (m₂) = 2 kg
Erdbeschleunigung (g) = 10 m/s²
Gewicht von Block 1 (w₁) = m₁ g = (1)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Newton
Gewicht von Block 2 (w₂) = m₂ g = (2)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Newton
Gefragt : N₁ und N₂
Jawab :
(a) Die Normalkraft, die auf Block 1 wirkt (N₁)
N₁ =w₁ = 10 Newton
Richtung N₁ wie im Bild oben.
b) Die Normalkraft, die auf Block 2 wirkt (N)₂)
N₂ =w₁ +w₂ = 10 Newton + 20 Newton = 30 Newton
Richtung N₂ wie im Bild oben.

3. Der Block befindet sich in Ruhe. Die Masse des Blocks (m) beträgt 2 kg, die Erdbeschleunigung (g) beträgt 10 m/s².²Die Kraft F beträgt 10 Newton. Betrag und Richtung der Normalkraft (N), die auf den Block wirkt, sind…
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Ist bekannt :
Masse des Blocks (m) = 2 kg
Erdbeschleunigung (g) = 10 m/s²
Schwerkraft (w) = mg = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Newton
Kraft (F) = 10 Newton
Gefragt Betrag und Richtung der Normalkraft (N)
Jawab :
Die Richtung der Normalkraft ist wie in der obigen Abbildung dargestellt.
Die Größe der Normalkraft:
4. Der Block befindet sich in Ruhe. Die Masse des Blocks (m) beträgt 1 kg, die Erdbeschleunigung (g) beträgt 10 m/s².², Kraft F₁ = 10 Newton, F₂ = 20 Newton. Betrag und Richtung der Normalkraft (N), die auf den Block wirkt, sind…
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Ist bekannt :
Masse des Blocks (m) = 1 kg
Erdbeschleunigung (g) = 10 m/s²
Schwerkraft (w) = mg = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Newton
F₁ = 10 Newton
F₂ = 20 Newton
Gefragt Betrag und Richtung der Normalkraft (N)
Jawab :

Die Richtung der Normalkraft ist wie in der obigen Abbildung dargestellt.

5. Masse des Blocks (m) = 2 kg, Erdbeschleunigung (g) = 10 m/s², Winkel = 60^oDie Größe und Richtung der Normalkraft (N), die auf den Block wirkt, beträgt…
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Untertitel :
w = Schwerkraft, w_x = Komponente der Schwerkraft parallel zur Oberfläche der schiefen Ebene, w_y = Komponente der Gewichtskraft senkrecht zur schiefen Ebene, N = Normalkraft, f_k = kinetische Reibungskraft.
Ist bekannt :
Gefragt Betrag und Richtung der Normalkraft (N)
Jawab :
Ein Objekt ist in Ruhe, das heißt, es bewegt sich nicht in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der schiefen Ebene. Daher muss nach dem ersten Newtonschen Gesetz die resultierende Kraft in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der schiefen Ebene gleich Null sein.
Es wirken zwei Kräfte senkrecht zur schiefen Ebene, nämlich die wy-Kraft und die Normalkraft. Die Resultierende dieser beiden Kräfte ist gleich null. Mathematisch ausgedrückt:
Die Normalkraft beträgt also 10 Newton.

[Englisch : Normalkraft – Probleme und Lösungen]

6. Schau dir das Bild des Blocks unten an! Wenn die Masse des Blocks 2 kg beträgt und die Erdbeschleunigung 10 m/s² ist.^-2 Dann beträgt die Normalkraft, die auf den Block wirkt, …

A. 25 N
B. 30 N
C. 33 N
D. 43 N
E. 45 N
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Es ist bekannt, dass:
w = mg = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Newton
F₁ = 10 N
F₂ = 5 N
Gefragt:
Welche Normalkraft (N) wirkt auf den Block?
Antwort:

Die resultierende Kraft in vertikaler Richtung beträgt:
F₁ + w – F₂ = 10 N + 20 N – 5 N = 25 N
Wenn die nach unten gerichtete Kraft 25 N beträgt, dann beträgt die Normalkraft ebenfalls 25 N, sodass der Gegenstand in Ruhe ist.
Die richtige Antwort ist A.

7. Wenn die Normalkraft, die auf den Block wirkt, 20 N beträgt, dann sind Betrag und Richtung der äußeren Kraft, die auf den Block wirkt,...

A. 50 N und darunter
B. 30 N und darüber
C. 30 N und darunter
D. 20 N und darüber
E. 20 N und darunter
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Schwerkraft (w) = 40 N
Normalkraft (N) = 20 N
Frage: Wie groß ist die äußere Kraft und in welche Richtung wirkt sie, damit die Normalkraft 20 N beträgt?
Antwort:
Die Normalkraft beträgt 20 N und wirkt nach oben. Da sich der Körper in Ruhe befindet, muss die nach unten gerichtete Kraft, die die Normalkraft ausgleicht, ebenfalls 20 N betragen.
Die Gravitationskraft beträgt 40 N und wirkt nach unten, daher ist eine äußere Kraft von 20 N erforderlich, die nach oben gerichtet ist.
Die richtige Antwort ist D.

8. Betrachten Sie das folgende Bild eines Blocks. Wenn die Masse des Blocks 3 kg beträgt und Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft 10ms^-2 maka Normalkraft Was der Block erlebt, ist Folgendes: …

A. 27 N
B. 30 N
C. 33 N
D. 43 N
E. 45 N

Diskussion
Es ist bekannt, dass:
w = mg = (3 kg)(10 m/s²) = 30 Newton (nach unten gerichtet)
F₁ = 5 N (nach unten gerichtet)
F₂ = 8 N (nach oben gerichtet)
Frage: Normalkraft (N)?
Antwort:

Die Normalkraft wird vom Boden auf den Balken ausgeübt und steht senkrecht zur Bodenoberfläche. Zusätzlich zur Normalkraft wirken drei weitere Kräfte auf den Balken, nämlich F.₁, F₂ und w. Die Größe der Normalkraft ist gleich der Resultierenden dieser drei Kräfte, so dass resultierende Kraft Wenn die vertikale Richtung gleich Null ist, befindet sich das Objekt in Ruhe. Newtons erstes Gesetz erfüllt.
Kräfte, die in die gleiche Richtung wirken, werden addiert, Kräfte, die in entgegengesetzte Richtungen wirken, werden subtrahiert.
w + F1 – F2 = 30 + 5 – 8 = 35 – 8 = 27 N
Die resultierende Kraft dieser drei Kräfte beträgt 27 N. Die Größe der Normalkraft beträgt 27 Newton.
Die richtige Antwort ist A.

9. Wenn die Normalkraft, die auf den Block wirkt, 20 N beträgt, dann sind Betrag und Richtung der äußeren Kraft, die auf den Block wirkt,...

A. 50 N und darunter
B. 30 N und darüber
C. 30 N und darunter
D. 20 N und darüber
E. 20 N und darunter

Diskussion
Es ist bekannt, dass:
w = 50 N
N = 20 N
Frage: Wie groß ist die äußere Kraft (F), die auf den Block wirkt?
Antwort:
Damit die Normalkraft (N) = 20 N beträgt, muss eine äußere Kraft (F) = 30 N in entgegengesetzter Richtung wirken. Schwerkraft (w) = 50 N.
Die Größe der äußeren Kraft (F) beträgt 30 N, die Richtung der äußeren Kraft ist nach oben gerichtet.
Die richtige Antwort ist B.