Problemas resoltos nas leis do movemento de Newton: forza normal
1. Un obxecto apoiado nunha mesa, como se mostra na figura seguinte. A masa do obxecto é de 1 kg. A aceleración da gravidade é de 9.8 m/s² . Determina a forza normal exercida pola mesa sobre o obxecto.
Coñecido:
Masa (m) = 1 kg
Aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/ s²
Peso (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newtons
Buscada: forza normal (N)
Solución:
O obxecto está en repouso sobre a mesa, polo que a forza neta sobre o obxecto é cero (primeira ou segunda lei de Newton). O peso do obxecto actúa verticalmente cara abaixo, cara ao centro da Terra. Debe haber outra forza sobre o obxecto para equilibrar a forza gravitacional . O obxecto descansa sobre a mesa, de xeito que a mesa exerza esta forza cara arriba. A forza exercida pola mesa adoita chamarse forza normal (N). Normal significa perpendicular.
Escolle a dirección cara arriba como a dirección y positiva. A forza neta sobre o obxecto é:
∑ Fy = 0
N – w = 0
N = w
N = mg
N = 9.8 Newtons
A forza normal sobre o obxecto, exercida pola mesa, é de 9.8 N cara arriba.
[irp]
2. Dous obxectos apoiados nunha mesa. Masa do obxecto 1 (m1 ) = 1 kg, masa do obxecto 2 (m2 ) = 2 kg, aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/s2 . Determina a magnitude e a dirección da forza normal exercida por m2 sobre o m1 e a forza normal exercida pola mesa sobre o m2.
solución
Coñecido:
Masa do obxecto 1 (m² ) = 1 kg
Masa do obxecto 2 (m² ) = 2 kg
Aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/ s²
Peso do obxecto 1 (w1 ) = m1 g = (1)(9.8 m/s2 ) = 9.8 kg m/s2 = 9.8 Newtons
Peso do obxecto 2 (w² ) = m² g = (2)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newtons
Buscase: N 1 e N 2
Solución:
(a) Forza normal exercida por m² sobre o m₁ ( N₁ )
N1 = w1 = 9.8 Newtons
A dirección de N₂ é cara arriba.
(b) Forza normal exercida pola mesa sobre o m² ( N² )
N₂ = w₁ + w₂ = 9.8 Newtons + 19.6 Newtons = 29.4 Newtons
A dirección de N₂ é cara arriba.
[irp]
3. Un obxecto apoiado na mesa. A masa do obxecto é de 2 kg e a aceleración da gravidade é de 9.8 m/s² . A magnitude da forza F é de 10 newtons. Calcula a magnitude e a dirección da forza normal exercida pola mesa sobre o obxecto.
solución
Coñecido:
Masa do obxecto (m) = 2 kg
Aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/ s²
Peso (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newtons
Forza F (F) = 10 Newtons
Buscase : magnitude e dirección da forza normal (N)
Solución:
A dirección da forza normal é cara arriba.
Magnitude da forza normal:
∑ F = 0
N – F – w = 0
N = F + w
N = 10 Newtons + 20 Newtons
N = 30 Newtons
[irp]
4. Un obxecto apoiado nunha mesa. A masa do obxecto é de 1 kg, a aceleración da gravidade é de 9,8 m/s² , a forza F¹ é de 10 N e a forza F² é de 20 N. Determina a magnitude e a dirección da forza normal exercida pola mesa sobre o obxecto. g = 9.8 m/ s²
solución
Coñecido:
Masa (m) = 1 kg
Aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/ s²
Peso (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newtons
F1 = 10 Newtons
F2 = 20 Newtons
Buscase: magnitude e dirección da forza normal (N)
Solución:
A dirección da forza normal é cara arriba.
Magnitude da forza 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. Masa do obxecto (m) = 2 kg, aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/s² , ángulo = 30 ° . Atopa a magnitude e a dirección da forza normal exercida sobre o obxecto.
Solución:
w é o peso, wx é a compoñente horizontal do peso, wy é a compoñente vertical do peso e N é a forza normal.
Coñecido:
masa (m) = 2 kg
aceleración da gravidade (g) = 9.8 m/ s²
peso (p) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 newtons
w x = w sen 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
Buscada: forza normal (N)
Solución:
∑ F = 0
N – w y = 0
N = w y
N = 9.8 Newtons
[irp]
[wpdm_package id='467′]
- Masa e peso
- Forza normal
- Segunda lei do movemento de Newton
- forza de fricción
- Movemento sobre unha superficie horizontal sen forza de rozamento
- O movemento de dous corpos coa mesma aceleración sobre unha superficie horizontal rugosa coa forza de rozamento
- Movemento no plano inclinado sen forza de rozamento
- Movemento no plano inclinado rugoso coa forza de rozamento
- Movemento nun ascensor
- O movemento dos corpos está conectado por cordas e poleas
- Dous corpos coa mesma aceleración
- Redondeo dunha curva plana: dinámica do movemento circular
- Arredonamento dunha curva peraltada: dinámica do movemento circular
- Movemento uniforme nun círculo horizontal
- Forza centrípeta no movemento circular uniforme
