Normālo spēku definē kā spēku, ko jebkura virsma iedarbojas uz citu objektu. Kad objekts atrodas miera stāvoklī, neto spēks, kas uz to iedarbojas, ir vienāds ar nulli. Normālu spēku nevar pielietot divām virsmām, kas nav savienotas viena ar otru. To var interpretēt kā spēka sastāvdaļu, kas ir vertikāla pret jebkuru saskares virsmu. Tas nosaka, cik lielu spēku ķermenis piegādā zemei. Parastais spēks ir vienāds ar objekta svaru tikai tad, ja objekta ātruma maiņas ātrums ir negatīvs, kas nozīmē, ka tas palēninās.
Formula
Normālā spēka vērtība ir atkarīga no tā, kur objekts ir novietots attiecībā pret otru objektu. Kad objekts gatavojas krist, pozīcija, kurā objekts nokrīt uz zemes, nosaka normālā spēka vērtību. Parasto spēku apzīmē ar simbolu FN. Tā mērvienība ir ņūtoni (N), un izmēru formulu uzrāda [M1L1T-2].
Ja ķermenis balstās uz plakanu spēku, parastais spēks ir vienāds ar gravitācijas svara vērtību, tas ir, mg.
F N = mg
kur,
FNir normāls spēks,
m ir miera objekta masa,
g ir gravitācijas paātrinājums.
Ja ķermenis slīd uz leju no slīpas virsmas kādā leņķī, normālā spēka vērtība ir gravitācijas svars, ko pievieno papildu spēks F sin θ. Šajā gadījumā parastais spēks ir lielāks par objekta svaru.
F N = mg + F sin θ
kur,
FNir normāls spēks,
m ir slīdoša objekta masa,
g ir gravitācijas paātrinājums,
θ ir slīpuma leņķis.
Ja spēks iedarbojas uz ķermeni virzienā uz augšu, normālā spēka vērtība ir gravitācijas svars, kas samazināts ar spēku F sin θ. Šajā gadījumā tīrais normālais spēks ir mazāks par objekta svaru.
F N = mg – F sin θ
kur,
ja vēl ja javaFNir normāls spēks,
m ir slīdoša objekta masa,
g ir gravitācijas paātrinājums,
θ ir slīpuma leņķis.
Ja ķermenis ir novietots uz slīpas plaknes, normālais spēks FNir vienāds ar gravitācijas svara un slīpuma leņķa kosinusu.
F N = mg cos θ
kur,
FNir normāls spēks,
m ir slīdoša objekta masa,
g ir gravitācijas paātrinājums,
θ ir slīpuma leņķis.
Problēmu paraugi
1. uzdevums. Uz galda guļ priekšmets, kura masa ir 2 kg. Aprēķiniet normālo spēku, kas uz to iedarbojas.
Risinājums:
Mums ir,
m = 2
g = 9,8
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
FN= mg
= 2 (9,8)
= 19,6 N
2. uzdevums. Priekšmets atrodas uz galda ar spēku 39,2 N. Aprēķiniet normālo spēku, kas uz to iedarbojas.
Risinājums:
Mums ir,
F = 39,2
g = 9,8
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
FN= mg
=> m = F/g
=> m = 39,2/9,8
=> m = 4 kg
3. uzdevums. Objekts ar masu 10 kg slīd lejup ar 200 N spēku no slīpas virsmas 30° leņķī. Aprēķiniet normālo spēku, kas uz to iedarbojas.
Risinājums:
Mums ir,
F = 200
m = 10
g = 9,8
θ = 30°
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
FN= mg + F sin θ
= 10 (9,8) + 200 sin 30°
= 98 + 200 (1/2)
= 98 + 100
= 198 N
4. uzdevums. Objekts ar masu 20 kg slīd lejup ar 400 N spēku no slīpas virsmas 30° leņķī. Aprēķiniet normālo spēku, kas uz to iedarbojas.
Risinājums:
savienojumi un savienojumu veidi
Mums ir,
F = 400
m = 20
g = 9,8
θ = 30°
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
FN= mg + F sin θ
= 20 (9,8) + 400 bez 30°
= 196 + 400 (1/2)
= 196 + 200
= 396 N
10 no 100.00
5. uzdevums. Uz slīpas virsmas 30° leņķī novieto priekšmetu ar masu 15 kg. Aprēķiniet normālo spēku, kas uz to iedarbojas, ja spēks iedarbojas uz augšu ar vērtību 100 N.
Risinājums:
Mums ir,
F = 100
m = 15
g = 9,8
θ = 30°
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
FN= mg – F sin θ
= 15 (9,8) – 100 bez 30°
= 147–100 (1/2)
= 147–50
= 97 N
6. uzdevums. Priekšmets ar masu 5 kg tiek novietots uz slīpas virsmas 60° leņķī. Aprēķiniet normālo spēku, kas uz to iedarbojas jebkurā punktā.
Risinājums:
Mums ir,
m = 5
g = 9,8
θ = 60°
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
FN= mg cos θ
= 5 (9,8) (cos 60°)
= 49/2
= 24,5 N
7. uzdevums. Priekšmets tiek novietots uz slīpas virsmas 60° leņķī. Aprēķiniet tā masu, ja uz to iedarbojas parastais spēks ir 400 N.
Risinājums:
Mums ir,
FN= 400,
θ = 60°
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
FN= mg cos θ
m = F/(g cos θ)
= 400/ (9,8 × cos 60°)
= 400/4,9
= 81,63 N