Løste problemer i Newtons bevegelseslover – Normalkraft
1. En gjenstand som hviler på et bord, vist i figuren nedenfor. Objektets masse er 1 kg. Tyngdeakselerasjonen er 9.8 m/s² . Bestem normalkraften som bordet utøver på objektet.
Kjent:
Masse (m²) = 1 kg
Tyngdeakselerasjonen (g) = 9.8 m/ s²
Vekt (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
Ønsket: normalkraft (N)
løsning:
Objektet hviler på bordet, så nettokraften på objektet er null (Newtons første eller andre lov). Objektets vekt virker vertikalt nedover, mot jordens sentrum. Det må være en annen kraft på objektet for å balansere gravitasjonskraften . Objektet hviler på bordet, slik at bordet utøver denne oppadgående kraften. Kraften som utøves av bordet kalles ofte en normalkraft (N). Normal betyr vinkelrett.
Velg den oppadgående retningen som den positive y-retningen. Nettokraften på objektet er:
∑ Fy = 0
N – w = 0
N = w
N = mg
N = 9.8 Newton
Normalkraften, som utøves oppover av bordet på objektet, er 9.8 N.
[IRP]
2. To objekter som hviler på et bord. Masse av objekt 1 (m1 ) = 1 kg, masse av objekt 2 (m2 ) = 2 kg, tyngdeakselerasjon (g) = 9.8 m/s2 . Bestem størrelsen og retningen på normalkraften som utøves av m2 på m1 og normalkraften som utøves av bordet på m2.
Oppløsning
Kjent:
Massen til objektet 1 (m² ) = 1 kg
Massen til objektet 2 (m² ) = 2 kg
Tyngdeakselerasjonen (g) = 9.8 m/ s²
Vekten av objekt 1 (w1 ) = m1 g = (1)(9.8 m/s2 ) = 9.8 kg m/s2 = 9.8 Newton
Vekten av objekt 2 (w 2 ) = m 2 g = (2)(9.8 m/s 2 ) = 19.6 kg m/s 2 = 19.6 Newton
Ønskes: N 1 og N 2
løsning:
(a) Normalkraft utøvd av m² på m³ ( N¹ )
N1 = w1 = 9.8 Newton
Retningen til N₂ er oppover.
(b) Normalkraften som utøves av bordet på m² ( N² )
N² = w₁ + w₂ = 9.8 Newton + 19.6 Newton = 29.4 Newton
Retningen til N₂ er oppover.
[IRP]
3. En gjenstand som hviler på bordet. Objektets masse er 2 kg, tyngdeakselerasjonen er 9.8 m/s² . Størrelsen på kraften F er 10 Newton. Finn størrelsen og retningen på normalkraften som bordet utøver på objektet.
Oppløsning
Kjent:
Objektets masse (m) = 2 kg
Tyngdekraftakselerasjon (g) = 9.8 m/ s²
Vekt (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newton
Kraft F (F) = 10 Newton
Ønsket : størrelsen og retningen til normalkraften (N)
løsning:
retningen til normalkraften er oppover.
Størrelsen på normalkraften:
∑ F = 0
N – F – w = 0
N = F + w
N = 10 Newton + 20 Newton
N = 30 Newton
[IRP]
4. En gjenstand som hviler på et bord. Gjenstandens masse er 1 kg, tyngdeakselerasjonen er 9,8 m/s² , kraften F1 er 10 N og kraften F2 er 20 N. Bestem størrelsen og retningen på normalkraften som bordet utøver på gjenstanden. g = 9.8 m/ s²
Oppløsning
Kjent:
Masse (m²) = 1 kg
Tyngdeakselerasjonen (g) = 9.8 m/ s²
Vekt (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
F1 = 10 Newton
F2 = 20 Newton
Ønsket: størrelsen og retningen til normalkraften (N)
løsning:
Normalkraftens retning er oppover.
Størrelsen på normalkraften:
∑ F = 0
N – F² – w + F1 = 0
N = F² + w – F1
N = 20 Newton + 9.8 Newton – 10 Newton
N = 19.8 Newton
[IRP]
5. Objektets masse (m) = 2 kg, tyngdeakselerasjonen (g) = 9.8 m/s² , vinkelen = 30 ° . Finn størrelsen og retningen til normalkraften som utøves på objektet.
løsning:
w er vekten, w x er den horisontale komponenten av vekten, w y er en vertikal komponent av vekten, N er normalkraften.
Kjent:
masse (m) = 2 kg
tyngdeakselerasjonen (g) = 9.8 m/ s²
vekt (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
Ønsket: normalkraft (N)
løsning:
∑ F = 0
N – w y = 0
N = w y
N = 9.8 Newton
[IRP]
[wpdm_package id='467′]
- Masse og vekt
- normal styrke
- Newtons andre bevegelseslov
- Friksjonskraft
- Bevegelse på den horisontale overflaten uten friksjonskraft
- Bevegelsen til to legemer med samme akselerasjon på en ru horisontal overflate med friksjonskraften
- Bevegelse på skråplanet uten friksjonskraft
- Bevegelse på det grove skråplanet med friksjonskraften
- Bevegelse i en heis
- Legemers bevegelse er forbundet med snorer og trinser
- To legemer med samme akselerasjonsstørrelse
- Avrunding av en flat kurve – dynamikken i sirkelbevegelse
- Avrunding av en skråstilt kurve – dynamikken i sirkelbevegelsen
- Jevn bevegelse i en horisontal sirkel
- Sentripetalkraft i jevn sirkelbevegelse
