Normal kuvvet – sorunlar ve çözümler

Newton'un hareket yasalarındaki problemlerin çözümü – Normal kuvvet 

1. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, bir masa üzerinde duran bir cisim. Cismin kütlesi 1 kg'dır. Yerçekimi ivmesi 9.8 m/s²'dir ^. Masanın cisme uyguladığı normal kuvveti belirleyiniz.

Bilinenler:

Kütle (m) = 1 kg

Yerçekimi ivmesi (g) = 9.8 m/ ^s²

Ağırlık (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ⁾ = 9.8 kg m/s² ⁼ 9.8 Newton

İstenen: normal kuvvet (N)

Çözüm :

Cisim masa üzerinde hareketsiz durduğu için cisim üzerindeki net kuvvet sıfırdır (Newton'un birinci veya ikinci yasası). Cismin ağırlığı dikey olarak aşağıya, Dünya'nın merkezine doğru etki eder. Yerçekimi kuvvetini dengelemek için cisim üzerinde başka bir kuvvet daha olmalıdır . Cisim masa üzerinde durduğu için masa bu yukarı doğru kuvveti uygular. Masanın uyguladığı kuvvete genellikle normal kuvvet (N) denir. Normal, dik anlamına gelir.

Yukarı yönü pozitif y yönü olarak seçin. Cisim üzerindeki net kuvvet şöyledir:

∑ Fy = 0

N – w = 0

N = w

N = mg

N = 9.8 Newton

Masanın cisim üzerine uyguladığı normal kuvvet, yukarı doğru 9.8 N'dur.

2. Masa üzerinde duran iki cisim. Birinci cismin kütlesi ( _m1 ) = 1 kg, ikinci cismin kütlesi (m2 ₎ = 2 kg, yerçekimi ivmesi (g) = 9.8 m/s² ^. _{m2 cisminin m1} cismi üzerindeki normal kuvvetinin ve masanın m2 cismi üzerindeki normal kuvvetinin _{büyüklüğünü} ve yönünü belirleyin.

Çözüm

Bilinenler:

Nesnenin kütlesi 1 (m ₁ ) = 1 kg

Nesnenin kütlesi 2 (m ₂ ) = 2 kg

Yerçekimi ivmesi (g) = 9.8 m/ ^s²

Nesne 1'in ağırlığı _{(w 1} ) = m ₁ g = (1)(9.8 m/s ² ) = 9.8 kg m/s ² = 9.8 Newton

Nesne 2'nin ağırlığı (w ₂ ) = m ₂ g = (2)(9.8 m/s ² ) = 19.6 kg m/s ² = 19.6 Newton

Aranıyor: N ₁ ve N ₂

Çözüm :

(a) m _2'nin m 1'e _{uyguladığı normal kuvvet} (N ₁ )

N ₁ = w ₁ = 9.8 Newton

N _{1'nin yönü} yukarı doğrudur.

(b) Masanın m²'ye uyguladığı normal _kuvvet ( _N² )

N ₂ = w ₁ + w ₂ = 9.8 Newton + 19.6 Newton = 29.4 Newton

N _{2'nin yönü} yukarı doğrudur.

3. Masa üzerinde duran bir cisim. Cismin kütlesi 2 kg, yerçekimi ivmesi 9.8 m/s² ve ^F kuvvetinin büyüklüğü 10 Newton'dur. Masanın cisme uyguladığı normal kuvvetin büyüklüğünü ve yönünü bulunuz.

Çözüm

Bilinenler:

Cismin kütlesi (m) = 2 kg

Yerçekimi ivmesi (g) = 9.8 m/ ^s²

Ağırlık (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ⁾ = 19.6 kg m/s² ⁼ 19.6 Newton

Kuvvet F (F) = 10 Newton

İstenen : Normal kuvvetin büyüklüğü ve yönü (N)

Çözüm :

Normal kuvvetin yönü yukarı doğrudur.

Normal kuvvetin büyüklüğü:

∑ F = 0

N – F – w = 0

N = F + w

N = 10 Newton + 20 Newton

N = 30 Newton

4. Bir masa üzerinde duran bir cisim. Cismin kütlesi 1 kg, yerçekimi ivmesi 9,8 m/s² ^, F₁ kuvveti ₁₀ N ve F₂ kuvveti ₂₀ N'dir. Masanın cisme uyguladığı normal kuvvetin büyüklüğünü ve yönünü belirleyin. g = 9.8 m/ ^s²

Çözüm

Bilinenler:

Kütle (m) = 1 kg

Yerçekimi ivmesi (g) = 9.8 m/ ^s²

Ağırlık (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ⁾ = 9.8 kg m/s² ⁼ 9.8 Newton

F1 = 10 _Newton

F2 = 20 _Newton

İstenen: Normal kuvvetin büyüklüğü ve yönü (N)

Çözüm :

Normal kuvvetin yönü yukarı doğrudur.

Normal kuvvetin büyüklüğü:

∑ 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

5. Cismin kütlesi (m) = 2 kg, yerçekimi ivmesi (g) = 9.8 m/s² ^, açı = 30 ^° . Cismin üzerine etki eden normal kuvvetin büyüklüğünü ve yönünü bulunuz.

Çözüm :

w, ağırlığı; wx _, ağırlığın yatay bileşenini; wy, _{ağırlığın} dikey bileşenini; N ise normal kuvveti temsil eder.

Bilinenler:

kütle (m) = 2 kg

Yerçekimi ivmesi (g) = 9.8 m/ ^s²

Ağırlık (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

İstenen: normal kuvvet (N)

Çözüm :

∑ F = 0

N – w _y = 0

N = w _y

N = 9.8 Newton

[wpdm_package id = '467 ′]

1. Kütle ve ağırlık
2. Normal kuvvet
3. Newton'un ikinci hareket yasası
4. Sürtünme kuvveti
5. Sürtünme kuvveti olmadan yatay yüzeyde hareket
6. Aynı ivmeyle hareket eden iki cismin, sürtünme kuvvetinin de etkisi altında olduğu pürüzlü yatay bir yüzey üzerindeki hareketi.
7. Sürtünme kuvveti olmadan eğimli düzlemde hareket
8. Sürtünme kuvvetiyle birlikte pürüzlü eğimli düzlemde hareket
9. Asansördeki hareket
10. Cisimlerin hareketi ipler ve makaralar aracılığıyla birbirine bağlanır.
11. Aynı ivme büyüklüğüne sahip iki cisim
12. Düz bir virajı dönmek – dairesel hareketin dinamikleri
13. Eğimli bir virajı dönmek – dairesel hareketin dinamikleri
14. Yatay bir dairede düzgün hareket
15. Düzgün dairesel harekette merkezcil kuvvet