Löst problem i Newtons rörelselagar – Normalkraft
1. Ett föremål som vilar på ett bord, visat i figuren nedan. Föremålets massa är 1 kg. Tyngdaccelerationen är 9.8 m/s² . Bestäm normalkraften som bordet utövar på föremålet.
Känd:
Massa (m²) = 1 kg
Tyngdaccelerationen (g) = 9.8 m/ s²
Vikt (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
Önskad: normalkraft (N)
lösning:
Objektet vilar på bordet, så nettokraften på objektet är noll (Newtons första eller andra lag). Objektets vikt verkar vertikalt nedåt, mot jordens centrum. Det måste finnas en annan kraft på objektet för att balansera gravitationskraften. Objektet vilar på bordet, så att bordet utövar denna uppåtriktade kraft. Kraften som utövas av bordet kallas ofta en normalkraft (N). Normal betyder vinkelrät.
Välj den uppåtgående riktningen som den positiva y-riktningen. Nettokraften på objektet är:
∑ Fy = 0
N – w = 0
N = w
N = mg
N = 9.8 Newton
Normalkraften som utövas uppåt av bordet på föremålet är 9.8 N.
2. Två föremål som vilar på ett bord. Massan av föremål 1 (m1 ) = 1 kg, massan av föremål 2 (m2 ) = 2 kg, tyngdaccelerationen (g) = 9.8 m/s2 . Bestäm storleken och riktningen på normalkraften som m2 utövar på m1 och normalkraften som bordet utövar på m2.
Lösning
Känd:
Objektets massa 1 (m² ) = 1 kg
Objektets massa 2 (m² ) = 2 kg
Tyngdaccelerationen (g) = 9.8 m/ s²
Objektets vikt 1 ( w1 ) = m1 g = (1)(9.8 m/s2 ) = 9.8 kg m/s2 = 9.8 Newton
Objektets vikt 2 (w² ) = m² g = (2)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newton
Önskas: N 1 och N 2
lösning:
(a) Normalkraft utövad av m² på m³ ( N¹ )
N1 = w1 = 9.8 Newton
N₂s riktning är uppåt.
(b) Normalkraft som bordet utövar på m² ( N² )
N² = w¹ + w² = 9.8 Newton + 19.6 Newton = 29.4 Newton
N₂s riktning är uppåt.
3. Ett föremål som vilar på bordet. Föremålets massa är 2 kg, tyngdaccelerationen är 9.8 m/s² . Storleken på kraften F är 10 Newton. Hitta storleken och riktningen på normalkraften som bordet utövar på föremålet.
Lösning
Känd:
Objektets massa (m) = 2 kg
Tyngdacceleration (g) = 9.8 m/ s²
Vikt (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newton
Kraft F (F) = 10 Newton
Önskad : storlek och riktning på normalkraften (N)
lösning:
normalkraftens riktning är uppåt.
Normalkraftens storlek:
∑ F = 0
N – F – w = 0
N = F + w
N = 10 Newton + 20 Newton
N = 30 Newton
4. Ett föremål som vilar på ett bord. Föremålets massa är 1 kg, tyngdaccelerationen är 9,8 m/s² , kraften F1 är 10 N och kraften F2 är 20 N. Bestäm storleken och riktningen på den normalkraft som bordet utövar på föremålet. g = 9.8 m/ s²
Lösning
Känd:
Massa (m²) = 1 kg
Tyngdaccelerationen (g) = 9.8 m/ s²
Vikt (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
F² = 10 Newton
F² = 20 Newton
Önskad: storlek och riktning på normalkraften (N)
lösning:
Normalkraftens riktning är uppåt.
Normalkraftens storlek:
∑ F = 0
N – F² – w + F1 = 0
N = F2 + w – F1
N = 20 Newton + 9.8 Newton – 10 Newton
N = 19.8 Newton
5. Objektets massa (m) = 2 kg, tyngdaccelerationen (g) = 9.8 m/s² , vinkeln = 30 ° . Hitta storleken och riktningen på normalkraften som utövas på objektet.
lösning:
w är vikten, w x är viktens horisontella komponent, w y är viktens vertikala komponent och N är normalkraften.
Känd:
massa (m) = 2 kg
tyngdaccelerationen (g) = 9.8 m/ s²
vikt (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
Önskad: normalkraft (N)
lösning:
∑ F = 0
N – w y = 0
N = w y
N = 9.8 Newton
[wpdm_package id = '467 ′]
- Massa och vikt
- Normal styrka
- Newtons andra lag om rörelse
- Friktionskraft
- Rörelse på den horisontella ytan utan friktionskraft
- Rörelsen hos två kroppar med samma acceleration på en ojämn horisontell yta med friktionskraften
- Rörelse på det lutande planet utan friktionskraft
- Rörelse på det grova lutande planet med friktionskraften
- Rörelse i en hiss
- Kroppars rörelse är sammankopplad med snören och remskivor
- Två kroppar med samma accelerationsstorlek
- Avrundning av en plan kurva – dynamiken i en cirkulär rörelse
- Avrundning av en lutad kurva – dynamiken i cirkulär rörelse
- Likformig rörelse i en horisontell cirkel
- Centripetalkraft i likformig cirkulär rörelse
