נאָרמאַלע קראַפט פאָרמולע
די נאָרמאַלע קראַפט איז איינע פון די מערסט פונדאַמענטאַלע קאָנטאַקט כוחות און קומט אָפט פאר אין פארשידענע מעכאַנישע סיטואַציעס אין פיזיק. זי אַקטירט פּערפּענדיקולאַר צו דער ייבערפלאַך פון קאָנטאַקט צווישן צוויי אָביעקטן. דער אַרטיקל וועט אויסלייגן די דעפֿיניציע פון דער נאָרמאַלער קראַפט, די גרונטלעכע פֿאָרמולע געניצט צו רעכענען עס, און אירע אַפּליקאַציעס און פּראַקטישע ביישפילן אין וואָכעדיק לעבן.
דעפֿיניציע פֿון נאָרמאַלער קראַפֿט
די נאָרמאַלע קראַפט איז די רעאַקציע קראַפט וואָס פּאַסירט ווען צוויי ייבערפלאַכן רירן זיך אָן איינער דעם אַנדערן. די קראַפט אַקט פּערפּענדיקולאַר צו דער קאָנטאַקט ייבערפלאַך. ווען אַן אָביעקט ווערט געשטעלט אויף אַ גלאַטער ייבערפלאַך, איז די נאָרמאַלע קראַפט די קראַפט וואָס די ייבערפלאַך אויסאיבט צו שטיצן דעם אָביעקט. לויט ניוטאָן'ס דריטן געזעץ, האט יעדע אַקציע אַ גלייכע אָבער פאַרקערטע רעאַקציע. דעריבער, ווען אַן אָביעקט דריקט אויף אַן ייבערפלאַך מיט דער קראַפט פון גראַוויטאַציע, אויסאיבט די ייבערפלאַך אַ גלייכע אָבער פאַרקערטע קראַפט, די נאָרמאַלע קראַפט.
גרונט־פאָרמולע פֿאַר נאָרמאַלער קראַפט
די גרונט־פאָרמולע פֿאַר דער נאָרמאַלער קראַפט איז אָפּהענגיק פֿון די באַדינגונגען פֿון דער סיסטעם און דער ריכטונג פֿון די כוחות וואָס אַרבעטן. דאָ זענען עטלעכע געוויינטלעכע סיטואַציעס און ווי אַזוי צו רעכענען די נאָרמאַלע קראַפט פֿאַר יעדער.
אביעקטן אויף א פלאַכער ייבערפלאַך
פֿאַר אַן אָביעקט אויף אַ גלאַטער ייבערפלאַך אָן ווערטיקאַלער אַקסעלעראַציע, איז די נאָרמאַלע קראַפט (\(N\)) גלייך צו דער וואָג קראַפט (\(W\)) פֿון דעם אָביעקט. די פֿאָרמולע איז:
\[ נ = וו = מג \]
וואו:
– \(N\) איז די נאָרמאַלע קראַפט (ניוטאָן, N),
– \(m\) איז די מאַסע פֿון דעם אָביעקט (קילאָגראַם, ק״ג),
– \(g\) איז די אַקסעלעראַציע רעכט צו גראַוויטאַציע (ארום 9.8 \(m/s^2\) אויף דער ערד'ס ייבערפלאַך).
אביעקטן אויף אן אינקליינענעם אויבערפלאך
פֿאַר אַן אָביעקט אויף אַן גענייגטן ייבערפֿלאַך מיט אַן אינקליבאַציע ווינקל _(theta_), איז די נאָרמאַלע קראַפט אַנדערש פֿון דער וואָג קראַפט. אין דעם פֿאַל, איז די נאָרמאַלע קראַפט די קאָמפּאָנענט פֿון דער וואָג קראַפט פּערפּענדיקולאַר צו דער גענייגטער ייבערפֿלאַך. די פֿאָרמולע איז:
\[N = מג \קאָס \העט \]
וואו:
– \( \theta \) איז דער ווינקל פון ינלענדיש פון דער ייבערפלאַך אין באַצוג צו דעם האָריזאָנטאַלן.
אביעקטן אין דעם ליפט
ווען אַן אָביעקט איז אין אַן עלעוואַטאָר וואָס באַוועגט זיך מיט אַ באַשלייגונג \(a\), די נאָרמאַלע קראַפט וואָס אַרבעט אויף דעם אָביעקט איז אָפּהענגיק פון דער ריכטונג און גרייס פון דער עלעוואַטאָר'ס באַשלייגונג. די פאָרמולע פֿאַר דער נאָרמאַלער קראַפט אין אַן עלעוואַטאָר איז:
\[N = m(g \pm a) \]
וואו דער פלוס צייכן (+) ווערט גענוצט אויב דער ליפט באוועגט זיך ארויף (פארגרעסערט גראַוויטאַציאָנעלע אַקסעלעראַציע) און דער מינוס צייכן (-) ווערט גענוצט אויב דער ליפט באוועגט זיך אראפ (פארקלענערט גראַוויטאַציאָנעלע אַקסעלעראַציע).
אַפּליקאַציע פון נאָרמאַלן סטיל אין טעגלעך לעבן
נאָרמאַלע קראַפט איז נישט נאָר וויכטיק אין טעאָרעטישע קאָנצעפּטן, נאָר אויך האט פילע פּראַקטישע אַפּליקאַציעס אין וואָכעדיקן לעבן. דאָ זענען עטלעכע ביישפילן:
טראַנספּאָרטאַטיאָן
אין וועהיקלעס ווי קארס, איז די נארמאלע קראפט צווישן דעם רעדל און דער וועג-איבערפלאך קריטיש וויכטיג פארן אויסרעכענען די רייבונג, וואס ווירקט אויף די טראַקשאַן און די פעסטקייט פון דעם וועהיקל. איבער- אדער אונטער-אויפגעבלאזן רעדער האבן נישט-אפטימאלע נארמאלע קראפט, וואס קען קאמפראמיטירן די זיכערהייט פון דרייווינג.
בנין קאנסטרוקציע
אין קאנסטרוקציע, מוזן נארמאלע כוחות צווישן סטרוקטורעלע עלעמענטן ווי ביימלעך און זיילן אנאליזירט ווערן צו פארזיכערן די פעסטקייט און זיכערהייט פון א געביידע. די כוחות שפילן אויך א קריטישע ראלע אין דעם פלאן פון א געביידע'ס יסוד צו שטיצן דאס וואג פון דער סטרוקטור העכער איר.
פּעראַלאַטאַן רוים טאַנגגאַ
אסאך הויזגעזינד אפאראטן, ווי למשל קיך וואגעס, ניצן דעם קאנצעפט פון נארמאלע קראפט צו מעסטן דאס וואג פון אביעקטן. ווען אן אביעקט ווערט געשטעלט אויף דער וואג, גיט די נארמאלע קראפט וואס ווערט אויסגעאיבט דורך דער אויבערפלאך פון דער וואג א לייענונג פון דעם אביעקט'ס וואג.
ספּאָרט
אין ספּאָרטן ווי שטיינערנע קלעטעריי, באַשטימט די נאָרמאַלע קראַפט צווישן אַ קלעטערערס הענט אָדער פֿיס און די שטיינערנע ייבערפלאַך זייער פיייקייט צו האַלטן זיך קעגן גראַוויטאַציע. ספּעציאַליזירטע שיך מיט זאָלן דיזיינד צו פאַרגרעסערן נאָרמאַלע קראַפט קענען העלפֿן קלעטערערס באַקומען בעסער גריפּ.
בייַשפּיל פון נאָרמאַל קראַפט קאַלקולאַציע
לאָמיר קוקן אויף עטלעכע ביישפילן פון נאָרמאַלע קראַפט חשבונות אין פֿאַרשידענע סיטואַציעס צו קלעראַפֿיצירן אונדזער פֿאַרשטאַנד.
בייַשפּיל 1: אָביעקטן אויף אַ פלאַכער ייבערפלאַך
א בוך מיט א מאַסע פון 2 ק״ג ווערט געלייגט אויף א פלאַכן טיש. רעכנט אויס די נאָרמאַלע קראַפט וואָס ווירקט אויף דעם בוך.
עס איז באַקאַנט:
– מאַסע (\(מ\)) = 2 ק״ג,
– אַקסעלעראַציע צוליב גראַוויטאַציע (\(g\)) = 9.8 \(m/s^2\).
ניצן די נאָרמאַל קראַפט פאָרמולע:
\[ נ = מג \]
[N = 2, ק״ג מאל 9.8, מעטער/סעקונדע^2]
\[ N = 19.6 \, \text{N} \]
אַלזאָ, די נאָרמאַלע קראַפט וואָס אַקט אויף דעם בוך איז 19.6 N.
בייַשפּיל 2: אָביעקט אויף אַן גענייגט ייבערפלאַך
א קעסטל מיט א מאַסע פון 5 ק״ג ווערט געשטעלט אויף אן גענייגטער פלאַך וואָס שאַפט א ווינקל פון 30° מיטן האָריזאָנטאַל. רעכנט אויס די נאָרמאַלע קראַפט וואָס ווירקט אויף דער קעסטל.
עס איז באַקאַנט:
– מאַסע (\(מ\)) = 5 ק״ג,
– אַקסעלעראַציע צוליב גראַוויטאַציע (\(g\)) = 9.8 \(m/s^2\),
– ווינקל פון ינלענשאַן (\(\theta\)) = 30°.
ניצן די נאָרמאַלע קראַפט פאָרמולע פֿאַר אַן גענייגט ייבערפלאַך:
\[N = מג \קאָס \העט \]
[N = 5, ק״ג × 9.8, מעטער/סעקונדע × 30°]
\[ N = 5 × 9.8 × \frac{\sqrt{3}}{2} \]
\[N = 5 × 9.8 × 0.866 \]
\[ N \אומגעפער 42.35 \, \text{N} \]
אַלזאָ, די נאָרמאַלע קראַפט וואָס אַקט אויף דער קעסטל איז בערך 42.35 נ.
בייַשפּיל 3: אָביעקטן אין אַן עלעוואַטאָר
אַ מענטש מיט אַ מאַסע פֿון 70 ק״ג איז אין אַן עלעוואַטאָר וואָס באַוועגט זיך אַרויף מיט אַ אַקסעלעראַציע פֿון 2 ⋅מ/ס². רעכנט אויס די נאָרמאַלע קראַפֿט וואָס אַרבעט אויף דעם מענטש.
עס איז באַקאַנט:
– מאַסע (\(מ\)) = 70 ק״ג,
– אַקסעלעראַציע צוליב גראַוויטאַציע (\(g\)) = 9.8 \(m/s^2\),
– ליפט אַקסעלעראַציע (\(a\)) = 2 \(m/s^2\).
ניצן די נאָרמאַלע קראַפט פאָרמולע אין אַן אויפשטייגנדיקן ליפט:
\[ N = m(g + a) \]
[N = 70, ק״ג מאָל (9.8, מעטער/סעק. 2 + 2, מעטער/סעק. 2)]
\[N = 70 \מאל 11.8 \]
\[ N = 826 \, \text{N} \]
אַלזאָ, די נאָרמאַלע קראַפט וואָס אַקט אויף דעם מענטש איז 826 נ.
קעסימפּולאַן
די נאָרמאַלע קראַפט איז אַ יסודותדיקער באַגריף אין פיזיק וואָס באַשרײַבט די רעאַקציע קראַפט וואָס אַקט פּערפּענדיקולאַר צו דער קאָנטאַקט ייבערפלאַך צווישן צוויי אָביעקטן. די גרונטלעכע פֿאָרמולע פֿאַר דער נאָרמאַלער קראַפט ווערייִרט לויט די סיסטעם'ס באַדינגונגען, אַזאַ ווי אָביעקטן אויף אַ גלאַטער ייבערפלאַך, אַ גענייגט ייבערפלאַך, אָדער אין אַ באַוועגלעכן ליפט. אַ גוט פֿאַרשטאַנד פֿון דער נאָרמאַלער קראַפט דערמעגלעכט אונדז צו אַנאַליזירן און פּלאַנירן מעכאַנישע סיסטעמען מער עפֿעקטיוו, צי אין דעם קאָנטעקסט פֿון טראַנספּאָרטאַציע, קאָנסטרוקציע, אָדער אַנדערע טעגלעכע אַפּליקאַציעס. מיט די קאַלקולאַציע בײַשפּילן וואָס ווערן צוגעשטעלט, קענען מיר זען ווי דער באַגריף ווערט געווענדט אין פֿאַרשידענע פּראַקטישע סיטואַציעס צו זיכער מאַכן סטאַביליטעט, עפֿעקטיווקייט, און זיכערקייט.
