Як знайти силу нормальної реакції

Сила нормальної реакції - сила, що діє на тіло з боку опори (або сила, що протидіє іншим силам в будь-якому даному сценарії). Її обчислення залежить від конкретних умов і відомих величин.

кроки

Метод 1 з 5:

Сила нормальної реакції в разі горизонтальної поверхні

1. У разі тіла, що спочиває на горизонтальній поверхні, сила нормальної реакції протидіє силі тяжіння.

Уявіть собі тіло, що лежить на столі. Сила тяжіння діє у напрямку до землі, але так як тіло не руйнує стіл і не падає на землю, існує деяка протидіюча сила.Ця сила і є сила нормальної реакції.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 2

2. Формула для знаходження сили нормальної реакції для тіла, що спочиває на горизонтальній поверхні: N = m * g

У цій формулі N - сила нормальної реакції, m - маса тіла, g - прискорення вільного падіння.

У разі тіла, що знаходиться в стані спокою на горизонтальній поверхні і на яке не діють зовнішні сили, сила нормальної реакції дорівнює вазі. Для збереження тіла в стані спокою, сила нормальної реакції повинна дорівнювати силі тяжіння, що діє на опору. В даному випадку сила тяжіння, що діє на опору, є вагою, тобто твором маси тіла на прискорення вільного падіння.

Приклад: знайдіть силу нормальної реакції, що діє на тіло масою 4,2 г.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 3

3. Помножте масу тіла на прискорення вільного падіння. Ви знайдете вага, який в даному випадку дорівнює силі нормальної реакції (так як тіло в знаходиться в спокої на горизонтальній поверхні).

Зверніть увагу, що прискорення вільного падіння на поверхні Землі є постійною величиною: g = 9,8 м / с2.

Приклад: вага = m * g = 4,2 * 9,8 = 41,16 Н.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 4

4. Запишіть відповідь.

Приклад: сила нормальної реакції дорівнює 41,16 Н.

Метод 2 з 5:

Сила нормальної реакції в разі похилій поверхні

1. Формула для обчислення сили нормальної реакції, що діє на тіло, покоїться на похилій поверхні: N = m * g * cos (x).

У цій формулі N - сила нормальної реакції, m - маса тіла, g - прискорення вільного падіння, х - кут нахилу поверхні.
Приклад: знайдіть силу нормальної реакції, що діє на тіло масою 4,2 г, що знаходиться на похилій поверхні з кутом нахилу 45 градусів.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 6

2. Знайдіть косинус кута. Косинус кута дорівнює відношенню прилеглої (до цього кутку) сторони до гіпотенузи.

Косинус часто обчислюється за допомогою калькулятора, але ви також можете знайти його вручну.

Приклад: соs (45) = 0,71.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 7

3. Знайдіть вагу. Вага дорівнює добутку маси тіла на прискорення вільного падіння.

Зверніть увагу, що прискорення вільного падіння на поверхні Землі є постійною величиною: g = 9,8 м / с2.

Приклад: вага = m * g = 4,2 * 9,8 = 41,16 Н.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 8

4. Перемножте два знайдених значення. Для обчислення сили нормальної реакції помножте вагу на косинус кута нахилу.

Приклад: N = m * g * cos (x) = 41,16 * 0,71 = 29,1

Зображення з назвою Find Normal Force Step 9

5. Запишіть відповідь.

Зверніть увагу, що в разі тіла, що знаходиться на похилій поверхні, сила нормальної реакції менше ваги.

Приклад: сила нормальної реакції дорівнює 29,1 Н.

Метод 3 з 5:

Сила нормальної реакції в разі дії зовнішньої сили, спрямованої вниз

1. Формула для обчислення сили нормальної реакції в разі, коли зовнішня сила, що діє на тіло, спрямована вниз: N = m * g + F * sin (x).

У цій формулі N - сила нормальної реакції, m - маса тіла, g - прискорення вільного падіння, х - кут між горизонтальною поверхнею і напрямком дії зовнішньої сили.
Приклад: знайдіть силу нормальної реакції, що діє на тіло масою 4,2 г, на яке діє зовнішня сила 20,9 Н під кутом 30 градусів.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 11

2. Знайдіть вагу. Вага дорівнює добутку маси тіла на прискорення вільного падіння.

Зверніть увагу, що прискорення вільного падіння на поверхні Землі є постійною величиною: g = 9,8 м / с2.

Приклад: вага = m * g = 4,2 * 9,8 = 41,16 Н.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 12

3. Знайдіть синус кута. Синус кута дорівнює відношенню противолежащей (до цього кутку) сторони до гіпотенузи.

Приклад: sin (30) = 0,5.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 13

4. Помножте синус кута на зовнішню силу.

Приклад: 0,5 * 20,9 = 10,45

Зображення з назвою Find Normal Force Step 14

5. Складіть це значення і вагу. Ви знайдете силу нормальної реакції.

Приклад: 10,45 + 41,16 = 51,61

Зображення з назвою Find Normal Force Step 15

6. Запишіть свою відповідь. Зверніть увагу, що в разі тіла, на яке діє сила, спрямована вниз, сила нормальної реакції більше ваги.

Приклад: сила нормальної реакції дорівнює 51,61 Н.

Метод 4 з 5:

Сила нормальної реакції в разі дії зовнішньої сили, спрямованої вгору

1. Формула для обчислення сили нормальної реакції в разі, коли зовнішня сила, що діє на тіло, спрямована вгору: N = m * g - F * sin (x).

У цій формулі N - сила нормальної реакції, m - маса тіла, g - прискорення вільного падіння, х - кут між горизонтальною поверхнею і напрямком дії зовнішньої сили.
Приклад: знайдіть силу нормальної реакції, що діє на тіло масою 4,2 г, на яке діє зовнішня сила 20,9 Н під кутом 50 градусів.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 17

2. Знайдіть вагу. Вага дорівнює добутку маси тіла на прискорення вільного падіння.

Зверніть увагу, що прискорення вільного падіння на поверхні Землі є постійною величиною: g = 9,8 м / с2.

Приклад: вага = m * g = 4,2 * 9,8 = 41,16 Н.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 18

Приклад: sin (50) = 0,77.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 19

4. Помножте синус кута на зовнішню силу.

Приклад: 0,77 * 20,9 = 16,01

Зображення з назвою Find Normal Force Step 20

5. Відніміть це значення з ваги. Ви знайдете силу нормальної реакції.

Приклад: 41,16 - 16,01 = 25,15

Зображення з назвою Find Normal Force Step 21

6. Запишіть свою відповідь. Зверніть увагу, що в разі тіла, на яке діє сила, спрямована вгору, сила нормальної реакції менше ваги.

Приклад: сила нормальної реакції дорівнює 25,15 Н.

Метод 5 з 5:

Сила нормальної реакції в разі тертя

1. Формула для обчислення сили тертя: F = μ * N.

У цій формулі F - сила тертя, μ - коефіцієнт тертя, N - сила нормальної реакції.
Коефіцієнт тертя характеризує силу, необхідну для руху одного матеріалу по поверхні іншого.

Зображення з назвою Find Normal Force Step 23

2. Перепишіть формулу, відокремити силу нормальної реакції. Якщо вам дано сила тертя і коефіцієнт тертя, ви можете знайти силу нормальної реакції за формулою: N = F / μ.

Обидві частини вихідної формули були розділені на μ, в результаті чого сила нормальної реакції була відокремлена на одній стороні, а сила тертя і коефіцієнт тертя - на інший.

Приклад: знайдіть силу нормальної реакції, коли сила тертя дорівнює 40 Н, а коефіцієнт тертя дорівнює 0,4.