5 façons de trouver une force normale

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5 façons de trouver une force normale
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Vidéo: 5 façons de trouver une force normale

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Anonim

La force normale est la quantité de force nécessaire pour contrer d'autres forces dans un scénario donné. La meilleure façon de le trouver dépend des circonstances de l'objet et des données dont vous disposez. Continuez à lire pour en savoir plus.

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Méthode 1 sur 5: Force normale au repos

Trouver la force normale Étape 1
Trouver la force normale Étape 1

Étape 1. Comprenez à quoi correspond la « force normale »:

est la quantité de force nécessaire pour contrer la force de gravité.

Imaginez un bloc posé sur une table. La force de gravité pousse le bloc vers la Terre, mais il y a clairement une force à l'œuvre qui empêche le bloc de traverser la table et de se retrouver au sol. La force responsable est la "force normale"

Trouver la force normale Étape 2
Trouver la force normale Étape 2

Étape 2. Connaître l'équation de la force normale sur un objet au repos

Lors du calcul de la force normale sur un objet au repos sur une surface droite, utilisez la formule: N = m*g

  • Dans cette équation, N se réfère à la force normale, m, à la masse de l'objet et g, à l'accélération de la pesanteur.
  • Pour un objet au repos sur une surface droite, sans force extérieure à l'œuvre, la force normale est égale au poids de l'objet. Pour maintenir l'objet au repos, la force normale doit être égale à la force de gravité agissant sur l'objet. C'est le poids de l'objet, ou la masse multipliée par l'accélération due à la gravité.
  • Exemple: trouver la force normale dans un bloc de masse 4, 2 g.
Trouver la force normale Étape 3
Trouver la force normale Étape 3

Étape 3. Multipliez la masse de l'objet et l'accélération due à la gravité

En faisant cela, vous aurez le poids de l'objet, qui est finalement égal à la force normale lorsque l'objet est au repos.

  • Notez que l'accélération de la gravité à la surface de la Terre est une constante: g = 9, 8 m/s²
  • Exemple: poids = m*g = 4, 2*9, 8 = 41, 16
Trouver la force normale Étape 4
Trouver la force normale Étape 4

Étape 4. Écrivez la réponse

L'étape précédente devrait mettre fin à votre problème en fournissant la réponse.

Exemple: la force normale est de 41, 16 N

Méthode 2 sur 5: Force normale sur un plan incliné

Trouver la force normale Étape 5
Trouver la force normale Étape 5

Étape 1. Utilisez la bonne équation

Pour calculer la force normale d'un objet à un angle spécifique, vous devez utiliser la formule: N = m*g*cos(x)

  • Dans cette équation, N se réfère à la force normale, m, à la masse de l'objet, g, à l'accélération de la pesanteur et X, à l'angle d'inclinaison.
  • Exemple: Trouvez la force normale dans un bloc de masse 4,2 g sur une pente inclinée à 45 degrés.
Trouver la force normale Étape 6
Trouver la force normale Étape 6

Étape 2. Trouvez le cosinus de l'angle

Il est égal au sinus de l'angle complémentaire, ou au côté adjacent divisé par l'hypoténuse du triangle rectangle formé par la pente.

  • Cette valeur est généralement déterminée à l'aide d'une calculatrice, car le cosinus d'un angle est une constante pour cet angle, mais vous pouvez également le déterminer manuellement.
  • Exemple: cos (45°) = 0,71
Trouver la force normale Étape 7
Trouver la force normale Étape 7

Étape 3. Trouvez le poids de l'objet

Elle est égale à la masse de l'objet multipliée par l'accélération due à la gravité.

  • Notez que l'accélération de la gravité à la surface de la Terre est une constante: g = 9, 8 m/s²
  • Exemple: poids = m*g = 4, 2*9, 8 = 41, 16
Trouver la force normale Étape 8
Trouver la force normale Étape 8

Étape 4. Multipliez les deux valeurs

Pour trouver la force normale, vous devez multiplier le poids de l'objet par le cosinus de l'angle d'inclinaison.

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

Trouver la force normale Étape 9
Trouver la force normale Étape 9

Étape 5. Écrivez la réponse

L'étape précédente devrait mettre fin à votre problème en fournissant la réponse.

  • Notez que pour un objet au repos sur un plan incliné, la force normale doit être inférieure au poids de l'objet.
  • Exemple: la force normale est de 29, 1 N.

Méthode 3 sur 5: Force normale avec une force externe vers le bas

Trouver la force normale Étape 10
Trouver la force normale Étape 10

Étape 1. Utilisez la bonne équation

Pour calculer la force normale sur un objet au repos lorsqu'il y a une force externe agissant vers le bas sur l'objet, utilisez l'équation: N = m*g + F*sen(x)

  • N se réfère à la force normale, m, à la masse de l'objet, g, à l'accélération de la pesanteur, F, à la force extérieure et X, à l'angle entre l'objet et la direction de la force extérieure.
  • Exemple: Trouvez la force normale sur un bloc de masse 4,2 g lorsqu'une personne appuie sur le bloc à un angle de 30° avec une force de 20, 9 N.
Trouver la force normale Étape 11
Trouver la force normale Étape 11

Étape 2. Trouvez le poids de l'objet

Elle est égale à la masse de l'objet multipliée par l'accélération due à la gravité.

  • Notez que l'accélération de la gravité à la surface de la Terre est une constante: g = 9, 8 m/s²
  • Exemple: poids = m*g = 4, 2*9, 8 = 41, 16
Trouver la force normale Étape 12
Trouver la force normale Étape 12

Étape 3. Trouvez le sinus de l'angle

Vous pouvez calculer cela en divisant la jambe de l'angle opposé par l'hypoténuse du triangle.

Exemple: sin(30º) = 0.5

Trouver la force normale Étape 13
Trouver la force normale Étape 13

Étape 4. Multipliez le sinus par la force externe

Ceci, dans ce cas, fait référence à la force agissant vers le bas sur l'objet.

Exemple: 0, 5*20, 9 = 10, 45

Trouver la force normale Étape 14
Trouver la force normale Étape 14

Étape 5. Ajoutez cette valeur au poids

En faisant cela, vous trouverez la force normale en action.

Exemple: 10, 45 + 41, 16 = 51, 61

Trouver la force normale Étape 15
Trouver la force normale Étape 15

Étape 6. Écrivez la réponse

Notez que pour un objet au repos sous l'influence d'une force externe descendante, la force normale sera supérieure au poids de l'objet.

Exemple: la force normale est de 51, 61 N

Méthode 4 sur 5: Force normale avec une force externe vers le haut

Trouver la force normale Étape 16
Trouver la force normale Étape 16

Étape 1. Utilisez la bonne équation

Pour calculer la force normale sur un objet au repos lorsqu'il y a une force externe agissant vers le haut sur l'objet, utilisez l'équation: N = m*g – F*sen(x)

  • N se réfère à la force normale, m, à la masse de l'objet, g fait référence à l'accélération de la pesanteur, F, à la force extérieure et X, à l'angle entre l'objet et la direction de la force extérieure.
  • Exemple: Trouvez la force normale sur un bloc d'une masse de 4,2 g lorsqu'une personne tire le bloc vers le haut à un angle de 50° et avec une force de 20,9 N.
Trouver la force normale Étape 17
Trouver la force normale Étape 17

Étape 2. Trouvez le poids de l'objet

Elle est égale à la masse de l'objet multipliée par l'accélération due à la gravité.

  • Notez que l'accélération de la gravité à la surface de la Terre est une constante: g = 9, 8 m/s²
  • Exemple: poids = m*g = 4, 2*9, 8 = 41, 16
Trouver la force normale Étape 18
Trouver la force normale Étape 18

Étape 3. Trouvez le sinus de l'angle

Vous pouvez calculer cela en divisant la jambe de l'angle opposé par l'hypoténuse du triangle.

Exemple: sin(50º) = 0,77

Trouver la force normale Étape 19
Trouver la force normale Étape 19

Étape 4. Multipliez le sinus par la force externe

Ceci, dans ce cas, fait référence à la force agissant vers le haut sur l'objet.

Exemple: 0, 77*20, 9 = 16, 01

Trouver la force normale Étape 20
Trouver la force normale Étape 20

Étape 5. Soustrayez cette valeur du poids

En faisant cela, vous trouverez la force normale en action.

Exemple: 41, 16 - 16, 01 = 25, 15

Trouver la force normale Étape 21
Trouver la force normale Étape 21

Étape 6. Écrivez la réponse

Notez que pour un objet au repos influencé par une force externe ascendante, la force normale sera inférieure au poids de l'objet.

Exemple: La force normale est de 25, 15 N

Méthode 5 sur 5: Force normale et friction

Trouver la force normale Étape 22
Trouver la force normale Étape 22

Étape 1. Connaître l'équation de base du frottement cinétique

Le frottement cinétique, ou frottement sur un objet en mouvement, est égal au coefficient de frottement multiplié par la force normale d'un objet. L'équation reste: f = µ*N

  • Dans cette équation, F est la force de frottement, µ fait référence au coefficient de frottement et N se réfère à la force normale de l'objet.
  • Le coefficient de frottement est le rapport entre la force de frottement et la force normale, et est responsable de la pression de deux surfaces l'une contre l'autre (le bloc contre le sol, par exemple).
Trouver la force normale Étape 23
Trouver la force normale Étape 23

Étape 2. Réorganisez l'équation pour isoler la force normale

Si vous avez la valeur de la friction cinétique sur un objet, ainsi que le coefficient de friction de cet objet, vous pouvez calculer la force normale en utilisant la formule: N = f/μ

  • Les deux côtés de l'équation originale ont été divisés par µ, par conséquent, en isolant la force normale d'un côté et en divisant la force de frottement par le coefficient de frottement cinétique de l'autre.
  • Exemple: trouver la force normale dans un bloc avec un coefficient de frottement cinétique de 0,4 et une force de frottement de 40 N.
Trouver la force normale Étape 24
Trouver la force normale Étape 24

Étape 3. Divisez la force de friction par le coefficient de friction

C'est essentiellement tout ce que vous devez faire pour trouver la valeur de résistance normale.

Exemple: N = f/μ = 40/0, 4 = 100

Trouver la force normale Étape 25
Trouver la force normale Étape 25

Étape 4. Écrivez la réponse

Si vous le souhaitez, vous pouvez le vérifier en mettant la valeur dans l'équation de la force de frottement d'origine. Sinon, vous en avez fini avec le problème.

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