Beregning av normalkraften

Innhold

Trinn
Nødvendigheter

Normalkraften er mengden kraft som trengs for å motvirke andre krefter i en gitt situasjon. Den beste måten å bestemme dette på avhenger av forholdene et objekt er i og variablene du har dataene for. Fortsett å lese for å lære mer.

Trinn

Metode 1 av 5: Normal kraft i hvile

1. Forstå hva normal kraft refererer. Normalkraft refererer til mengden kraft som kreves for å motvirke tyngdekraften.

Se for deg en blokk som ligger på et bord. Tyngdekraften trekker blokken mot jorden, men det er åpenbart en kraft som hindrer blokken i å ramle gjennom bordet og treffe bakken. Kraften som er ansvarlig for å kansellere tyngdekraften er normal kraft.

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 2

2. Kjenn ligningen for normalkraften til et objekt i hvile. Når du beregner normalkraften til et objekt i hvile på en flat overflate, bruk formelen: N = m * g

I denne ligningen refererer . til N til normalkraften, m refererer til massen til objektet og g til tyngdeakselerasjonen.

For en gjenstand på en flat overflate uten eksternt virkende krefter, er normalkraften lik gjenstandens vekt. For å holde objektet i ro, må normalkraften være lik gravitasjonskraften på objektet. Tyngdekraften er vekten av objektet eller også massen ganger gravitasjonsakselerasjonen.

Eksempel: Bestem normalkraften til en blokk med massen 4.2 kg.

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 3

3. Multipliser massen til objektet med tyngdeakselerasjonen. Med dette vet du vekten til gjenstanden, som til syvende og sist er lik normalkraften til gjenstanden i hvile.

Merk at gravitasjonsakselerasjonen på jordens overflate er konstant: g = 9.8 m/s2

Eksempel: vekt = m * g = 4.2*9.8 = 41.16

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 4

4. Skriv ned svaret ditt. Det forrige trinnet burde ha løst hele problemet, og gi deg svaret nå.

Eksempel: Normalkraften er 41.16 N.

Metode 2 av 5: Normalkraft i en skråning

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 5

1. Bruk riktig ligning. For å bestemme normalkraften til et objekt i en vinkel, trenger du følgende formel: N = m * g * cos(x)

I denne ligningen refererer . til N til normalkraften, m refererer til massen til objektet, g refererer til tyngdeakselerasjonen, og X refererer til vinkelen eller skråningen.
Eksempel: Bestem normalkraften til en blokk med massen 4.2 kg, som er plassert på en hylle med 45 graders helling.

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 6

2. Bestem cosinus til vinkelen. Cosinus til en vinkel er lik sinus til komplementær vinkel eller tilstøtende side delt på hypotenusen til trekanten dannet av skråningen.

Denne verdien beregnes ofte med en kalkulator fordi cosinus for hver vinkel er konstant for den vinkelen, men du kan også beregne den for hånd.

Eksempel: cos(45) = 0.71

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 7

3. Bestem vekten på objektet. Vekten til en gjenstand er lik massen til den gjenstanden multiplisert med tyngdeakselerasjonen.

Merk at gravitasjonsakselerasjonen på jordens overflate er konstant: g = 9.8 m/s2

Eksempel: vekt = m * g = 4.2*9.8 = 41.16

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 8

4. Multipliser begge verdiene sammen. For å bestemme normalkraften må du multiplisere vekten til objektet med cosinus til helningsvinkelen.

Eksempel: N = m * g * cos(x) = 41.16*0.71 = 29.1

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 9

5. Skriv ned svaret ditt. Det forrige trinnet fullfører problemet og gir deg svaret.

Legg merke til at en gjenstand i en skråning har en normalkraft mindre enn gjenstandens vekt.

Eksempel: Normalkraften er 29.1 N.

Metode 3 av 5: Normalkraft med en ekstern nedadgående kraft

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 10

1. Bruk riktig ligning. For å beregne normalkraften til et objekt i hvile, der en ekstern kraft nedover påføres det objektet, bruk ligningen: N = m * g + F * sin(x)`

N refererer til normalkraften, m refererer til massen til objektet, g refererer til tyngdeakselerasjonen, f refererer til den ytre kraften, og X refererer til vinkelen mellom objektet og retningen til den ytre kraften.
Eksempel: Bestem normalkraften til en blokk med massen 4.2 kg, der en person utøver en nedadgående kraft på 20.Påfør 9 N på blokken i 30 graders vinkel.

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 11

2. Bestem vekten på objektet. Vekten til et objekt er lik massen til objektet multiplisert med tyngdeakselerasjonen.

Merk at gravitasjonsakselerasjonen på jordens overflate er konstant: g = 9.8 m/s2

Eksempel: vekt = m * g = 4.2*9.8 = 41.16

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 12

3. Bestem sinusen til vinkelen. Sinusen til en vinkel beregnes ved å dele lengden på siden av trekanten motsatt vinkelen med hypotenusen til trekanten.

Eksempel: sin(30) = 0.5

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 13

4. Multipliser sinusen med den ytre kraften. Den ytre kraften i dette tilfellet refererer til den nedadgående kraften på objektet.

Eksempel: 0.5*20.9 = 10.45

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 14

5. Legg denne verdien til vekten. Dette gir deg normal kraft.

Eksempel: 10.45 + 41.16 = 51.61

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 15

6. Skriv ned svaret ditt. Merk at for et objekt i hvile, hvor en ekstern kraft nedover påføres objektet, vil normalkraften være større enn objektets vekt.

Eksempel: Normalkraften er 51.61 NR.

Metode 4 av 5: Normalkraft med ekstern kraft oppover

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 16

1. Bruk riktig ligning. For å beregne normalkraften til et objekt i hvile, der en ekstern, oppadgående kraft utøves på det objektet, bruk ligningen: N = m * g - F * sin(x)`

N refererer til normalkraften, m refererer til massen til objektet, g refererer til tyngdeakselerasjonen, f refererer til den ytre kraften og X refererer til vinkelen mellom objektet og retningen til den ytre kraften.
Eksempel: Bestem normalkraften til en blokk med massen 4.2 kg, der en person løfter blokken i en vinkel på 50 grader og med en kraft på 20.9 NR.

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 17

2. Bestem vekten på objektet. Vekten til et objekt er lik massen til objektet multiplisert med gravitasjonsakselerasjonen.

Merk at gravitasjonsakselerasjonen på jordens overflate er konstant: g = 9.8 m/s2

Eksempel: vekt = m * g = 4.2*9.8 = 41.16

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 18

3. Bestem sinusen til vinkelen. Sinusen til en vinkel beregnes ved å dele lengden på siden av trekanten motsatt vinkelen med hypotenusen til trekanten.

Eksempel: sin(50) = 0.77

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 19

4. Multipliser sinusen med den ytre kraften. Den ytre kraften refererer til den flytende kraften som utøves på objektet, i dette tilfellet.

Eksempel: 0.77*20.9 = 16.01

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 20

5. Trekk denne verdien fra vekten. Med dette har du funnet normalkraften i arbeid.

Eksempel: 41.16 – 16.01 = 25.15

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 21

6. Skriv svaret ditt. Merk at for et objekt i hvile, hvor en ekstern kraft oppover påføres objektet, vil normalkraften være mindre enn objektets vekt.

Eksempel: Normalkraften er 25.15 N.

Metode 5 av 5: Normal kraft og friksjon

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 22

1. Lær standardligningen for kinetisk friksjon. Kinetisk friksjon, eller friksjonen på et objekt i bevegelse, er lik friksjonskoeffisienten multiplisert med normalkraften til et objekt. I en sammenligning ser det slik ut: f = * N

I denne ligningen er f for friksjon, den μ refererer til friksjonskoeffisienten, ogN refererer til normalkraften til objektet.
De "friksjonskoeffisient" er forholdet mellom friksjonsmotstanden og normalkraften, som er ansvarlig for komprimeringen av de to motstående overflatene.

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 23

2. Omorganiser ligningen for å isolere normalkraften. Hvis du har en verdi for den kinetiske friksjonen til et objekt, i tillegg til friksjonskoeffisienten til objektet, kan du beregne normalkraften ved å bruke formelen: N = f /

Begge sider av den opprinnelige ligningen ble delt med μ, bringe normalkraften til den ene siden av ligningen og friksjonskoeffisienten og kinetisk friksjon til den andre siden.

Eksempel: Bestem normalkraften til en blokk når friksjonskoeffisienten er 0.4 og selve graden av kinetisk friksjon er 40 N.

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 24

3. Del den kinetiske friksjonen med friksjonskoeffisienten. Dette er i hovedsak alt du trenger å gjøre for å bestemme normalkraften.

Eksempel: N = f / = 40 / 0.4 = 100

Bilde med tittelen Finn normal kraft trinn 25

4. Skriv svaret ditt. Om ønskelig kan du sjekke svaret ditt ved å legge det inn i den opprinnelige ligningen for kinetisk friksjon. Ellers har du nå løst problemet.

Eksempel: Normalkraften er 100.0 N.