1. Definición:
La fuerza normal es una fuerza de contacto que actúa perpendicular a la superficie de contacto entre dos objetos. Es la fuerza la que evita que un objeto pase por otro.
2. Equilibrio:
En la mayoría de los casos, la fuerza normal está determinada por la condición de equilibrio. Esto significa que la fuerza neta que actúa sobre un objeto es cero.
3. Diagrama del cuerpo libre:
Para calcular la fuerza normal, debe dibujar un diagrama de cuerpo libre del objeto. Este diagrama debe incluir todas las fuerzas que actúan sobre el objeto, incluida la gravedad, las fuerzas aplicadas y la fuerza normal.
4. La segunda ley de Newton:
Aplique la segunda ley de movimiento de Newton (f =ma) al objeto en la dirección perpendicular a la superficie de contacto. La suma de las fuerzas en esta dirección debe ser cero para que el objeto esté en equilibrio.
5. Cálculos:
Aquí hay algunos escenarios comunes y cómo calcular la fuerza normal:
* Objeto en una superficie horizontal:
* Fuerza normal =peso del objeto:
* N =mg
* Donde n es la fuerza normal, M es la masa del objeto, y G es la aceleración debido a la gravedad (9.8 m/s²).
* Objeto en un plano inclinado:
* Fuerza normal =peso del objeto * coseno del ángulo de inclinación:
* N =mg * cos (θ)
* donde θ es el ángulo entre el plano inclinado y el horizontal.
* objeto que se empuja o tira:
* Fuerza normal =peso del objeto + (fuerza aplicada * sinuso del ángulo entre la fuerza aplicada y la normal):
* N =mg + f_applied * sin (θ)
* Esto considera el caso donde una fuerza aplicada tiene un componente perpendicular a la superficie.
Ejemplo:
Digamos que tiene una caja de 10 kg que descansa sobre una mesa horizontal. La fuerza normal que actúa sobre la caja es:
* N =mg =(10 kg) (9.8 m/s²) =98 N
Puntos importantes:
* La fuerza normal no siempre es igual al peso: Esto solo es cierto cuando la superficie es horizontal y no hay otras fuerzas que actúen perpendiculares a la superficie.
* La fuerza normal siempre es perpendicular a la superficie: No tiene un componente paralelo a la superficie.
* La fuerza normal puede ser cero: Si un objeto está en caída libre, no hay fuerza normal que actúe sobre él.
recuerda: El cálculo de la fuerza normal puede ser más complejo en situaciones que involucran múltiples fuerzas y planos inclinados. Siempre dibuje un diagrama de cuerpo libre y aplique las leyes de Newton para determinar las fuerzas involucradas.
