Нормальная сила – проблемы и решения

Решены задачи по законам движения Ньютона – Нормальная сила 

1. На рисунке ниже изображен предмет, покоящийся на столе. Масса предмета составляет 1 кг. Ускорение свободного падения равно 9.8 м/с² ^. Определите нормальную силу, действующую на предмет со стороны стола.

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/ ^с²

Вес (w) = мг = (1 кг)(9.8 м/с² ⁾ = 9.8 кг м/с² ⁼ 9.8 Ньютонов

Требуется: нормальная сила (Н)

решение:

Объект находится в состоянии покоя на столе, поэтому результирующая сила, действующая на него, равна нулю (первый или второй закон Ньютона). Вес объекта действует вертикально вниз, к центру Земли. Для уравновешивания силы тяжести на объект должна действовать другая сила . Объект покоится на столе, поэтому стол оказывает на него эту силу, направленную вверх. Сила, оказываемая столом, часто называется нормальной силой (Н). Нормальная означает перпендикулярная.

Выберите направление вверх в качестве положительного направления оси Y. Результирующая сила, действующая на объект, равна:

∑ Fy = 0

Н – в = 0

Н = w

Н = мг

Н = 9.8 Ньютонов

Нормальная сила, действующая на объект со стороны стола, составляет 9.8 Н, направленная вверх.

2. Два объекта покоятся на столе. Масса объекта 1 (m ₁ ) = 1 кг, масса объекта 2 (m ₂ ) = 2 кг, ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с² . Определите величину и направление нормальной силы, действующей со стороны m ² _на m ₁ , и нормальной силы, действующей со стороны стола на m ₂.

Решение

Известно:

Масса объекта 1 (m ₁ ) = 1 кг

Масса объекта 2 (m ₂ ) = 2 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/ ^с²

Вес объекта 1 (w ₁ ) = m ₁ g = (1)(9.8 м/с ² ) = 9.8 кг м/с ² = 9.8 Ньютонов

Вес объекта 2 (w ₂ ) = m ₂ g = (2)(9.8 м/с ² ) = 19.6 кг м/с ² = 19.6 Ньютонов

Требуются: N ₁ и N ₂

решение:

(а) Нормальная сила, действующая со стороны _m2 на _m1 ( _Н1 )

Н ₁ = w ₁ = 9.8 Ньютона

Направление вектора N₂ _— вверх.

(b) Нормальная сила, действующая со стороны стола на _м² ( _Н² )

Н² = w₁ ₊ w₂ ₌ 9.8 Ньютонов + 19.6 Ньютонов = 29.4 _{Ньютонов}

Направление вектора N₂ _— вверх.

3. Объект покоится на столе. Масса объекта составляет 2 кг, ускорение свободного падения — 9.8 м/с² ^. Величина силы F равна 10 Ньютонам. Найдите величину и направление нормальной силы, действующей со стороны стола на объект.

Решение

Известно:

Масса объекта (м) = 2 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/ ^с²

Вес (w) = мг = (2 кг)(9.8 м/с² ⁾ = 19.6 кг м/с² ⁼ 19.6 Ньютонов

Сила F (F) = 10 Ньютонов

Требуется : величина и направление нормальной силы (Н).

решение:

Направление нормальной силы — вверх.

Величина нормальной силы:

∑ F = 0

Н – Ф – в = 0

Н = Ф + в

N = 10 Ньютонов + 20 Ньютонов

Н = 30 Ньютонов

4. Объект покоится на столе. Масса объекта — 1 кг, ускорение свободного падения — 9,8 м/с² ^, сила F₁ _— 10 Н, а сила F₂ _— 20 Н. Определите величину и направление нормальной силы, действующей со стороны стола на объект. g = 9.8 м/ ^с²

Решение

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/ ^с²

Вес (w) = мг = (1 кг)(9.8 м/с² ⁾ = 9.8 кг м/с² ⁼ 9.8 Ньютонов

F² = ₁₀ Ньютонов

F² = ₂₀ Ньютонов

Требуется: величина и направление нормальной силы (Н).

решение:

Нормальная сила действует вверх.

Величина нормальной силы:

∑ F = 0

Н – Ф ₂ – w + Ф ₁ = 0

N = F ₂ + w – F ₁

N = 20 Ньютонов + 9.8 Ньютонов – 10 Ньютонов

Н = 19.8 Ньютонов

5. Масса объекта (m) = 2 кг, ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с² ^, угол = 30 ^° . Найдите величину и направление нормальной силы, действующей на объект.

решение:

w — вес, wx _— горизонтальная составляющая веса, wy _— вертикальная составляющая веса, N — нормальная сила.

Известно:

масса (м) = 2 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/ ^с²

Вес (w) = мг = (2 кг)(9.8 м/с² ⁾ = 19.6 кг м/с² ⁼ 19.6 Ньютонов

w _x = w sin 60 ^o = (19.6 Н)(0.5) √ 3 = 9.8 √ 3 Ньютонов

w _y = w cos 60 = (19.6 Н)(0.5) = 9.8 Ньютонов

Требуется: нормальная сила (Н)

решение:

∑ F = 0

N – w _y = 0

N = w _y

Н = 9.8 Ньютонов

[wpdm_package id = '467 ′]

1. Масса и вес
2. Нормальная сила
3. Второй закон движения Ньютона
4. Сила трения
5. Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
6. Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности при наличии силы трения.
7. Движение по наклонной плоскости без силы трения.
8. Движение по шероховатой наклонной плоскости с учетом силы трения.
9. Движение в лифте
10. Движение тел обеспечивается с помощью тросов и блоков.
11. Два тела с одинаковой величиной ускорения
12. Округление пологой кривой – динамика кругового движения
13. Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
14. Равномерное движение по горизонтальной окружности
15. Центростремительная сила при равномерном круговом движении