Problemi risolti nelle leggi del moto di Newton – Forza normale
1. Un oggetto poggia su un tavolo, come mostrato nella figura sottostante. La massa dell'oggetto è di 1 kg. L'accelerazione di gravità è di 9.8 m/s² . Determinare la forza normale esercitata dal tavolo sull'oggetto.
Conosciuto :
Massa (m) = 1 kg
Accelerazione di gravità (g) = 9.8 m/ s²
Peso (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
Ricerca: forza normale (N)
soluzione:
L'oggetto è in quiete sul tavolo, quindi la forza netta sull'oggetto è zero (prima o seconda legge di Newton). Il peso dell'oggetto agisce verticalmente verso il basso, verso il centro della Terra. Deve esserci un'altra forza sull'oggetto per bilanciare la forza gravitazionale . L'oggetto è in quiete sul tavolo, quindi il tavolo esercita questa forza verso l'alto. La forza esercitata dal tavolo è spesso chiamata forza normale (N). Normale significa perpendicolare.
Scegli la direzione verso l'alto come direzione positiva dell'asse y. La forza netta sull'oggetto è:
∑ Fy = 0
N – w = 0
N = w
N = mg
N = 9.8 Newton
La forza normale esercitata dal tavolo sull'oggetto è di 9.8 N verso l'alto.
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2. Due oggetti poggiano su un tavolo. Massa dell'oggetto 1 (m1 ) = 1 kg, massa dell'oggetto 2 (m2 ) = 2 kg, accelerazione di gravità (g) = 9.8 m/s² . Determinare il modulo e la direzione della forza normale esercitata da m2 su m1 e la forza normale esercitata dal tavolo su m2.
Soluzione
Conosciuto :
Massa dell'oggetto 1 (m 1 ) = 1 kg
Massa dell'oggetto 2 (m 2 ) = 2 kg
Accelerazione di gravità (g) = 9.8 m/ s²
Peso dell'oggetto 1 (w 1 ) = m 1 g = (1)(9.8 m/s 2 ) = 9.8 kg m/s 2 = 9.8 Newton
Peso dell'oggetto 2 (w 2 ) = m 2 g = (2)(9.8 m/s 2 ) = 19.6 kg m/s 2 = 19.6 Newton
Ricercati: N 1 e N 2
soluzione:
(a) Forza normale esercitata da m 2 su m 1 (N 1 )
N 1 = w 1 = 9.8 Newton
La direzione di N 1 è verso l'alto.
(b) Forza normale esercitata dal tavolo su m 2 (N 2 )
N 2 = w 1 + w 2 = 9.8 Newton + 19.6 Newton = 29.4 Newton
La direzione di N 2 è verso l'alto.
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3. Un oggetto poggia su un tavolo. La massa dell'oggetto è di 2 kg, l'accelerazione di gravità è di 9.8 m/s² . L'intensità della forza F è di 10 Newton. Trovare l'intensità e la direzione della forza normale esercitata dal tavolo sull'oggetto.
Soluzione
Conosciuto :
Massa dell'oggetto (m) = 2 kg
Accelerazione di gravità (g) = 9.8 m/ s²
Peso (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newton
Forza F (F) = 10 Newton
Si cercano : modulo e direzione della forza normale (N)
soluzione:
La direzione della forza normale è verso l'alto.
Ampiezza della forza normale:
∑ F = 0
N – F – w = 0
N = F + w
N = 10 Newton + 20 Newton
N = 30 Newton
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4. Un oggetto poggia su un tavolo. La massa dell'oggetto è 1 kg, l'accelerazione di gravità è 9,8 m/s² , la forza F₁ è 10 N e la forza F₂ è 20 N. Determinare il modulo e la direzione della forza normale esercitata dal tavolo sull'oggetto. g = 9.8 m/ s²
Soluzione
Conosciuto :
Massa (m) = 1 kg
Accelerazione di gravità (g) = 9.8 m/ s²
Peso (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
F 1 = 10 Newton
F 2 = 20 Newton
Si cercano: modulo e direzione della forza normale (N)
soluzione:
La direzione della forza normale è verso l'alto.
Ampiezza della forza normale:
∑ F = 0
N – F 2 – w + F 1 = 0
N = F 2 + w – F 1
N = 20 Newton + 9.8 Newton – 10 Newton
N = 19.8 Newton
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5. Massa dell'oggetto (m) = 2 kg, accelerazione di gravità (g) = 9.8 m/s² , angolo = 30 ° . Trovare il modulo e la direzione della forza normale esercitata sull'oggetto.
soluzione:
w è il peso, w x è la componente orizzontale del peso, w y è la componente verticale del peso, N è la forza normale.
Conosciuto :
massa (m) = 2 kg
accelerazione di gravità (g) = 9.8 m/ s²
peso (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newton
w x = w sin 60 o = (19.6 N)(0.5) √ 3 = 9.8 √ 3 Newton
w y = w cos 60 = (19.6 N)(0.5) = 9.8 Newton
Ricerca: forza normale (N)
soluzione:
∑ F = 0
N – w y = 0
N = w y
N = 9.8 Newton
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- Massa e peso
- Forza normale
- Seconda legge del moto di Newton
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- Il movimento dei corpi è collegato da corde e pulegge.
- Due corpi con la stessa accelerazione
- Percorrere una curva piatta: dinamica del moto circolare
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