Probleme rezolvate în legile mișcării ale lui Newton – Forța normală
1. Un obiect care se sprijină pe o masă, prezentat în figura de mai jos. Masa obiectului este de 1 kg. Accelerația gravitațională este de 9.8 m/s² . Determinați forța normală exercitată de masă asupra obiectului.
Cunoscut:
Masa (m) = 1 kg
Accelerația gravitațională (g) = 9.8 m/ s²
Greutate (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 newtoni
Cerut: forță normală (N)
soluţie:
Obiectul este în repaus pe masă, deci forța netă asupra obiectului este zero (prima sau a doua lege a lui Newton). Greutatea obiectului acționează vertical în jos, spre centrul Pământului. Trebuie să existe o altă forță asupra obiectului pentru a echilibra forța gravitațională . Obiectul se odihnește pe masă, astfel încât masa să exercite această forță în sus. Forța exercitată de masă este adesea numită forță normală (N). Normală înseamnă perpendiculară.
Alegeți direcția ascendentă ca direcție y pozitivă. Forța netă asupra obiectului este:
∑ Fy = 0
N – w = 0
N = w
N = mg
N = 9.8 Newtoni
Forța normală exercitată de masă asupra obiectului este de 9.8 N în sus.
[irp]
2. Două obiecte așezate pe o masă. Masa obiectului 1 (m1 ) = 1 kg, masa obiectului 2 (m2 ) = 2 kg, accelerația gravitațională (g) = 9.8 m/s2 . Determinați magnitudinea și direcția forței normale exercitate de m2 asupra lui m1 și forța normală exercitată de masă asupra lui m2.
Soluţie
Cunoscut:
Masa obiectului 1 (m² ) = 1 kg
Masa obiectului 2 (m² ) = 2 kg
Accelerația gravitațională (g) = 9.8 m/ s²
Greutatea obiectului 1 (w1 ) = m1g = (1)(9.8 m/s2 ) = 9.8 kg m/s2 = 9.8 newtoni
Greutatea obiectului 2 (w² ) = m² g = (2)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 newtoni
Caut : N1 și N2
soluţie:
(a) Forța normală exercitată de m² asupra lui m₁ ( N₁ )
N1 = w1 = 9.8 Newtoni
Direcția lui N₂ este ascendentă.
(b) Forța normală exercitată de masă asupra lui m² ( N² )
N₂ = w₁ + w₂ = 9.8 newtoni + 19.6 newtoni = 29.4 newtoni
Direcția lui N₂ este ascendentă.
[irp]
3. Un obiect care se sprijină pe masă. Masa obiectului este de 2 kg, accelerația gravitațională este de 9.8 m/s² . Mărimea forței F este de 10 newtoni. Găsiți mărimea și direcția forței normale exercitate de masă asupra obiectului.
Soluţie
Cunoscut:
Masa obiectului (m) = 2 kg
Accelerația gravitațională (g) = 9.8 m/ s²
Greutate (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 newtoni
Forța F (F) = 10 Newton
Cerut : magnitudinea și direcția forței normale (N)
soluţie:
direcția forței normale este în sus.
Magnitudinea forței normale:
∑ F = 0
N – F – w = 0
N = F + w
N = 10 newtoni + 20 newtoni
N = 30 Newtoni
[irp]
4. Un obiect care se sprijină pe o masă. Masa obiectului este de 1 kg, accelerația gravitațională este de 9,8 m/s² , forța F₁ este de 10 N și forța F₂ este de 20 N. Determinați magnitudinea și direcția forței normale exercitate de masă asupra obiectului. g = 9.8 m/ s²
Soluţie
Cunoscut:
Masa (m) = 1 kg
Accelerația gravitațională (g) = 9.8 m/ s²
Greutate (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 newtoni
F1 = 10 Newtoni
F2 = 20 Newtoni
Cerut: magnitudinea și direcția forței normale (N)
soluţie:
Direcția forței normale este ascendentă.
Magnitudinea forței normale:
∑ F = 0
N – F2 – w + F1 = 0
N = F² + w – F¹
N = 20 newtoni + 9.8 newtoni – 10 newtoni
N = 19.8 Newtoni
[irp]
5. Masa obiectului (m) = 2 kg, accelerația gravitațională (g) = 9.8 m/s² , unghiul = 30 ° . Calculați magnitudinea și direcția forței normale exercitate asupra obiectului.
soluţie:
w este greutatea, wx este componenta orizontală a greutății, wy este componenta verticală a greutății, N este forța normală.
Cunoscut:
masă (m) = 2 kg
accelerația gravitațională (g) = 9.8 m/ s²
greutate (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 newtoni
w x = w sin 60 o = (19.6 N)(0.5) √ 3 = 9.8 √ 3 newtoni
w y = w cos 60 = (19.6 N)(0.5) = 9.8 newtoni
Cerut: forță normală (N)
soluţie:
∑ F = 0
N – w y = 0
N = w y
N = 9.8 Newtoni
[irp]
[wpdm_package id = '467 ′]
- Masă și greutate
- Forta normala
- A doua lege a mișcării lui Newton
- Forța de frecare
- Mișcare pe o suprafață orizontală fără forță de frecare
- Mișcarea a două corpuri cu aceeași accelerație pe o suprafață orizontală rugoasă sub influența forței de frecare
- Mișcarea pe planul înclinat fără forță de frecare
- Mișcarea pe planul înclinat grosier cu forța de frecare
- Mișcarea într-un lift
- Mișcarea corpurilor este legată de frânghii și scripeți
- Două corpuri cu aceeași accelerație
- Rotunjirea unei curbe plate – dinamica mișcării circulare
- Rotunjirea unei curbe înclinate – dinamica mișcării circulare
- Mișcare uniformă într-un cerc orizontal
- Forța centripetală în mișcarea circulară uniformă
