Berechnung der Normalkraft

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Notwendigkeiten

Die Normalkraft ist die Kraft, die benötigt wird, um anderen Kräften in einer bestimmten Situation entgegenzuwirken. Der beste Weg, dies zu bestimmen, hängt von den Bedingungen eines Objekts und den Variablen ab, für die Sie die Daten haben. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.

Schritte

Methode 1 von 5: Normalkraft in Ruhe

1. Verstehen Sie, was die normale Kraft verweist. Die Normalkraft bezieht sich auf die Kraft, die erforderlich ist, um der Schwerkraft entgegenzuwirken.

Stellen Sie sich einen Block vor, der auf einem Tisch liegt. Die Schwerkraft zieht den Block in Richtung Erde, aber es gibt offensichtlich eine Kraft, die verhindert, dass der Block durch den Tisch rammt und auf den Boden aufschlägt. Die Kraft, die für die Aufhebung der Schwerkraft verantwortlich ist, ist die normale Kraft.

2. Kennen Sie die Gleichung für die Normalkraft eines ruhenden Objekts. Verwenden Sie bei der Berechnung der Normalkraft eines auf einer ebenen Fläche ruhenden Objekts die Formel: N = m * g

In dieser Gleichung bezieht sich . auf n zur Normalkraft, m bezieht sich auf die Masse des Objekts und g zur Erdbeschleunigung.

Bei einem Objekt auf einer ebenen Fläche ohne von außen einwirkende Kräfte ist die Normalkraft gleich dem Gewicht des Objekts. Um das Objekt in Ruhe zu halten, muss die Normalkraft gleich der Gravitationskraft auf das Objekt sein. Schwerkraft ist das Gewicht des Objekts oder auch die Masse mal der Erdbeschleunigung.

Beispiel: Bestimmen Sie die Normalkraft eines Blocks mit einer Masse von 4.2 kg.

3. Multiplizieren Sie die Masse des Objekts mit der Erdbeschleunigung. Damit kennen Sie das Gewicht des Objekts, das letztendlich der Normalkraft des ruhenden Objekts entspricht.

Beachten Sie, dass die Gravitationsbeschleunigung auf der Erdoberfläche eine Konstante ist: g = 9.8 m/s2

Beispiel: Gewicht = m * g = 4.2*9.8 = 41.16

4. Schreibe deine Antwort auf. Der vorherige Schritt sollte das ganze Problem gelöst haben und Ihnen jetzt die Antwort geben.

Beispiel: Die Normalkraft beträgt 41.16 N.

Methode 2 von 5: Normalkraft am Hang

1. Verwenden Sie die richtige Gleichung. Um die Normalkraft eines Objekts unter einem Winkel zu bestimmen, benötigen Sie folgende Formel: N = m * g * cos(x)

In dieser Gleichung bezieht sich . auf n zur Normalkraft, m bezieht sich auf die Masse des Objekts, g bezieht sich auf die Erdbeschleunigung, und x bezieht sich auf den Winkel oder die Neigung.
Beispiel: Bestimmen Sie die Normalkraft eines Blocks mit einer Masse von 4.2 kg, das sich auf einem Regal mit 45 Grad Neigung befindet.

2. Bestimmen Sie den Kosinus des Winkels. Der Kosinus eines Winkels ist gleich dem Sinus des komplementären Winkels oder der angrenzenden Seite geteilt durch die Hypotenuse des Dreiecks, das durch die Steigung gebildet wird.

Dieser Wert wird oft mit einem Taschenrechner berechnet, da der Kosinus jedes Winkels für diesen Winkel konstant ist, aber Sie können ihn auch von Hand berechnen.

Beispiel: cos(45) = 0.71

3. Bestimmen Sie das Gewicht des Objekts. Das Gewicht eines Objekts ist gleich der Masse dieses Objekts multipliziert mit der Erdbeschleunigung.

Beachten Sie, dass die Gravitationsbeschleunigung auf der Erdoberfläche eine Konstante ist: g = 9.8 m/s2

Beispiel: Gewicht = m * g = 4.2*9.8 = 41.16

4. Beide Werte miteinander multiplizieren. Um die Normalkraft zu bestimmen, müssen Sie das Gewicht des Objekts mit dem Kosinus des Neigungswinkels multiplizieren.

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

5. Schreibe deine Antwort auf. Der vorherige Schritt vervollständigt das Problem und gibt Ihnen die Antwort.

Beachten Sie, dass ein Objekt an einem Hang eine Normalkraft hat, die geringer ist als das Gewicht des Objekts.

Beispiel: Die Normalkraft beträgt 29.1 N.

Methode 3 von 5: Normalkraft mit einer externen Abwärtskraft

1. Verwenden Sie die richtige Gleichung. Um die Normalkraft eines ruhenden Objekts zu berechnen, bei der eine externe nach unten gerichtete Kraft auf dieses Objekt ausgeübt wird, verwenden Sie die Gleichung: N = m * g + F * sin(x)`

n bezieht sich auf die Normalkraft, m bezieht sich auf die Masse des Objekts, g bezieht sich auf die Erdbeschleunigung, F bezieht sich auf die äußere Kraft, und x bezieht sich auf den Winkel zwischen dem Objekt und der Richtung der äußeren Kraft.
Beispiel: Bestimmen Sie die Normalkraft eines Blocks mit einer Masse von 4.2 kg, wenn eine Person eine nach unten gerichtete Kraft von 20 . ausübt.Tragen Sie 9 N in einem 30-Grad-Winkel auf den Block auf.

2. Bestimmen Sie das Gewicht des Objekts. Das Gewicht eines Objekts ist gleich der Masse des Objekts multipliziert mit der Erdbeschleunigung.

Beachten Sie, dass die Gravitationsbeschleunigung auf der Erdoberfläche konstant ist: g = 9.8 m/s2

Beispiel: Gewicht = m * g = 4.2*9.8 = 41.16

3. Bestimmen Sie den Sinus des Winkels. Der Sinus eines Winkels wird berechnet, indem die Länge der dem Winkel gegenüberliegenden Seite des Dreiecks durch die Hypotenuse des Dreiecks geteilt wird.

Beispiel: sin(30) = 0.5

4. Multiplizieren Sie den Sinus mit der äußeren Kraft. Die äußere Kraft bezieht sich in diesem Fall auf die nach unten gerichtete Kraft auf das Objekt.

Beispiel: 0.5*20.9 = 10.45

5. Addiere diesen Wert zum Gewicht. Dies gibt Ihnen die Normalkraft.

Beispiel: 10.45 + 41.16 = 51.61

6. Schreibe deine Antwort auf. Beachten Sie, dass bei einem ruhenden Objekt, bei dem eine externe nach unten gerichtete Kraft auf das Objekt ausgeübt wird, die Normalkraft größer ist als das Gewicht des Objekts.

Beispiel: Die Normalkraft beträgt 51.61 NEIN.

Methode 4 von 5: Normalkraft mit einer externen Aufwärtskraft

1. Verwenden Sie die richtige Gleichung. Um die Normalkraft eines ruhenden Objekts zu berechnen, bei der eine externe, nach oben gerichtete Kraft auf dieses Objekt ausgeübt wird, verwenden Sie die Gleichung: N = m * g - F * sin(x)`

n bezieht sich auf die Normalkraft, m bezieht sich auf die Masse des Objekts, g bezieht sich auf die Erdbeschleunigung, F bezieht sich auf die äußere Kraft und x bezieht sich auf den Winkel zwischen dem Objekt und der Richtung der äußeren Kraft.
Beispiel: Bestimmen Sie die Normalkraft eines Blocks mit einer Masse von 4.2 kg, wobei eine Person den Block in einem Winkel von 50 Grad und mit einer Kraft von 20 . anhebt.9 NEIN.

2. Bestimmen Sie das Gewicht des Objekts. Das Gewicht eines Objekts ist gleich der Masse des Objekts multipliziert mit der Erdbeschleunigung.

Beachten Sie, dass die Gravitationsbeschleunigung auf der Erdoberfläche eine Konstante ist: g = 9.8 m/s2

Beispiel: Gewicht = m * g = 4.2*9.8 = 41.16

Beispiel: sin(50) = 0.77

4. Multiplizieren Sie den Sinus mit der äußeren Kraft. Die äußere Kraft bezieht sich auf die Auftriebskraft, die auf das Objekt ausgeübt wird, in diesem Fall.

Beispiel: 0.77*20.9 = 16.01

5. Subtrahiere diesen Wert vom Gewicht. Damit hast du die Normalkraft am Werk gefunden.

Beispiel: 41.16 – 16.01 = 25.fünfzehn

6. Schreibe deine Antwort. Beachten Sie, dass bei einem ruhenden Objekt, bei dem eine externe Aufwärtskraft auf das Objekt ausgeübt wird, die Normalkraft geringer ist als das Gewicht des Objekts.

Beispiel: Die Normalkraft beträgt 25.15 N.

Methode 5 von 5: Normalkraft und Reibung

1. Lernen Sie die Standardgleichung für Gleitreibung. Die kinetische Reibung oder die Reibung an einem sich bewegenden Objekt ist gleich dem Reibungskoeffizienten multipliziert mit der Normalkraft eines Objekts. Im Vergleich sieht das so aus: f = * N

In dieser Gleichung ist die F für Reibung, die μ bezieht sich auf den Reibungskoeffizienten undn bezieht sich auf die Normalkraft des Objekts.
Der "Reibungskoeffizient" ist das Verhältnis zwischen Reibungswiderstand und Normalkraft, die für die Kompression der beiden gegenüberliegenden Flächen verantwortlich ist.

2. Ordne die Gleichung um, um die Normalkraft zu isolieren. Wenn Sie einen Wert für die Gleitreibung eines Objekts haben, können Sie zusätzlich zum Reibungskoeffizienten des Objekts die Normalkraft nach folgender Formel berechnen: N = f /

Beide Seiten der ursprünglichen Gleichung wurden geteilt durch μ, Bringt die Normalkraft auf die eine Seite der Gleichung und den Reibungskoeffizienten und die Gleitreibung auf die andere Seite.

Beispiel: Bestimmen Sie die Normalkraft eines Blocks bei einem Reibungskoeffizienten von 0.4 und der Gleitreibungsgrad selbst beträgt 40 N.

3. Teilen Sie die Gleitreibung durch den Reibungskoeffizienten. Dies ist im Wesentlichen alles, was Sie tun müssen, um die Normalkraft zu bestimmen.

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

4. Schreibe deine Antwort. Falls gewünscht, können Sie Ihre Antwort überprüfen, indem Sie sie in die ursprüngliche Gleichung für die Gleitreibung eingeben. Ansonsten hast du das Problem jetzt gelöst.

Beispiel: Die Normalkraft beträgt 100.0 N.