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A força normal é quantidade de força necessária para se contrapor às outras forças em um dado cenário. A melhor maneira de encontrá-la depende das circunstâncias do objeto e de quais dados você possui. Continue lendo para saber mais.
Passos
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Entenda a que "força normal" se refere: é a quantidade de força necessária para se opor à força da gravidade.
- Imagine um bloco em repouso em uma mesa. A força da gravidade empurra o bloco em direção à Terra, mas, claramente, há alguma força em ação impedindo o bloco de atravessar a mesa e acabar caindo no chão. A força responsável por isso é a "força normal".
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Conheça a equação para a força normal em um objeto em repouso. Quando for calcular a força normal em um objeto em repouso em uma superfície reta, use a fórmula: N = m*g [1] X Fonte de pesquisa
- Nessa equação, N se refere à força normal, m , à massa do objeto e g , à aceleração da gravidade.
- Para um objeto em repouso em uma superfície reta, sem nenhuma força externa em ação, a força normal é igual ao peso do objeto. Para manter o objeto em repouso, a força normal deve ser igual à força da gravidade em ação no objeto. Essa é o peso do objeto, ou a massa multiplicada pela aceleração da gravidade.
- Exemplo : encontre a força normal em um bloco de massa 4,2 g.
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Multiplique a massa do objeto e a aceleração da gravidade. Fazendo isso, você terá o peso do objeto, que, no fim das contas, se iguala à força normal quando o objeto está em repouso.
- Note que a aceleração da gravidade na superfície da Terra é uma constante: g = 9,8 m/s² [2] X Fonte de pesquisa
- Exemplo : peso = m*g = 4,2*9,8 = 41,16
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Anote a resposta. O passo anterior deve terminar seu problema, fornecendo a resposta.
- Exemplo : a força normal é 41,16 N.
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Use a equação correta. Para calcular a força normal de um objeto em um ângulo específico, você precisa usar a fórmula: N = m*g*cos(x) [3] X Fonte de pesquisa
- Nessa equação, N se refere à força normal, m , à massa do objeto, g , à aceleração da gravidade e x , ao ângulo de inclinação.
- Exemplo : encontre a força normal em um bloco de massa 4,2 g em uma rampa inclinada em 45 graus.
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Ache o cosseno do ângulo. Ele é igual ao seno do ângulo complementar, ou o cateto adjacente dividido pela hipotenusa do triângulo retângulo formado pela inclinação. [4] X Fonte de pesquisa
- Esse valor normalmente é determinado usando uma calculadora, uma vez que o cosseno de um ângulo é uma constante para aquele ângulo, mas você pode determiná-lo manualmente também.
- Exemplo : cos (45°) = 0,71
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Encontre o peso do objeto. Ele é igual à massa do objeto multiplicada pela aceleração da gravidade.
- Note que a aceleração da gravidade na superfície da Terra é uma constante: g = 9,8 m/s²
- Exemplo : peso = m*g = 4,2*9,8 = 41,16
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Multiplique os dois valores. Para encontrar a força normal, você precisa multiplicar o peso do objeto pelo cosseno do ângulo de inclinação.
- Exemplo : N = m*g*cos(x) = 41,16*0,71 = 29,1
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Anote a resposta. O passo anterior deve terminar seu problema, fornecendo a resposta.
- Note que, para um objeto em repouso em um plano inclinado, a força normal deve ser menor que o peso do objeto.
- Exemplo : a força normal é 29,1 N.
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Use a equação correta. Para calcular a força normal em um objeto em repouso quando houver uma força externa atuando para baixo no objeto, use a equação: N = m*g + F*sen(x)
- N se refere à força normal, m , à massa do objeto, g , à aceleração da gravidade, F , à força externa e x , ao ângulo entre o objeto e a direção da força externa.
- Exemplo : encontre a força normal em um bloco de massa 4,2 g quando uma pessoa está pressionando o bloco para baixo a um ângulo de 30º com uma força de 20,9 N.
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Encontre o peso do objeto. Ele é igual à massa do objeto multiplicada pela aceleração da gravidade.
- Note que a aceleração da gravidade na superfície da Terra é uma constante: g = 9,8 m/s²
- Exemplo : peso = m*g = 4,2*9,8 = 41,16
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Encontre o seno do ângulo. Você pode calculá-lo dividindo o cateto oposto ao ângulo pela hipotenusa do triângulo.
- Exemplo : sen(30º) = 0,5
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Multiplique o seno pela força externa. Esta, nesse caso, se refere à força agindo para baixo no objeto.
- Exemplo : 0,5*20,9 = 10,45
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Some esse valor ao peso. Fazendo isso, você encontrará a força normal em ação.
- Exemplo : 10,45 + 41,16 = 51,61
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Anote a resposta. Note que, para um objeto em repouso sofrendo influência de uma força externa para baixo, a força normal será maior que o peso do objeto.
- Exemplo : a força normal é 51,61 N.
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Use a equação correta. Para calcular a força normal em um objeto em repouso quando houver uma força externa atuando para cima no objeto, use a equação: N = m*g – F*sen(x)
- N se refere à força normal, m , à massa do objeto, g se refere à aceleração da gravidade, F , à força externa e x , ao ângulo entre o objeto e a direção da força externa.
- Exemplo : encontre a força normal em um bloco com uma massa de 4,2 g quando uma pessoa estiver puxando o bloco para cima em um ângulo de 50º e com uma força de 20,9 N.
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Encontre o peso do objeto. Ele é igual à massa do objeto multiplicada pela aceleração da gravidade.
- Note que a aceleração da gravidade na superfície da Terra é uma constante: g = 9,8 m/s²
- Exemplo : peso = m*g = 4,2*9,8 = 41,16
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Encontre o seno do ângulo. Você pode calculá-lo dividindo o cateto oposto ao ângulo pela hipotenusa do triângulo.
- Exemplo : sen(50º) = 0,77
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Multiplique o seno pela força externa. Esta, nesse caso, se refere à força agindo para cima no objeto.
- Exemplo : 0,77*20,9 = 16,01
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Subtraia esse valor do peso. Fazendo isso, você encontrará a força normal em ação.
- Exemplo : 41,16 – 16,01 = 25,15
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Anote a resposta. Note que, para um objeto em repouso influenciado por uma força externa para cima, a força normal será menor que o peso do objeto.
- Exemplo : A força normal é 25,15 N.
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Saiba a equação básica para atrito cinético. Atrito cinético, ou atrito em um objeto em movimento, é igual ao coeficiente de atrito multiplicado pela força normal de um objeto. A equação fica: f = μ*N
- Nessa equação, f é a força de atrito, μ se refere ao coeficiente de atrito e N se refere à força normal do objeto.
- O coeficiente de atrito é a razão entre a força de atrito e a força normal, e é responsável por pressionar duas superfícies uma contra a outra (o bloco contra o chão, por exemplo).
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Rearranje a equação para isolar a força normal. Se tiver o valor para o atrito cinético em um objeto, assim como o coeficiente de atrito desse objeto, você pode calcular a força normal pela fórmula: N = f/μ
- Ambos os lados da equação original foram divididos por μ , consequentemente, isolando a força normal de um lado e dividindo a força de atrito pelo coeficiente de atrito cinético do outro.
- Exemplo : encontre a força normal em um bloco com o coeficiente de atrito cinético de 0,4 e com força de atrito de 40 N.
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Divida a força de atrito pelo coeficiente de atrito. Isso é basicamente tudo o que você precisa fazer para encontrar o valor da força normal.
- Exemplo : N = f/μ = 40/0,4 = 100
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Anote a resposta. Se quiser, você pode checá-la colocando o valor na equação para força de atrito original. Se não, você terminou o problema.
- Exemplo : a força normal é 100,0 N.
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Materiais Necessários
- Lápis;
- Papel;
- Calculadora.
Referências
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