Fuerza normal en problemas de física

El uso de la física, se puede ver cómo la fuerza normal y la gravedad actúan sobre un objeto mientras se mueve alrededor de una curva. Esto es útil si, por ejemplo, usted quiere encontrar la velocidad máxima permitida de un coche antes de que empiece a salirse de un camino curvo.

Aquí hay algunas preguntas de práctica que se pueden probar.

preguntas de práctica

¿Cuál es la velocidad crítica de que un coche de 1.500 kilos de peso debe mantener para evitar el deslizamiento durante la conducción a lo largo de un tramo de carretera sin fricción con un radio de curvatura de 25 metros y una inclinación de 10 grados?

Redondear su respuesta al metro más cercano por segundo.

respuestas

Las siguientes son las respuestas a las preguntas de la práctica:

1. 7 m / s

   Comience por dibujar las fuerzas que actúan sobre el coche. No fricción está presente, por lo que las dos únicas fuerzas son la fuerza de la gravedad, tirando hacia abajo, y la fuerza normal. Asegúrese de que romper su fuerza normal en sus componentes de manera que se puede resumir fuerzas tanto en la dirección horizontal y la dirección vertical.

   

   Video: Fuerza de Rozamiento - Coeficiente de Rozamiento - Fuerza Normal - Video 146

   Debido a que el coche no está acelerando hacia arriba o hacia abajo, la suma de las fuerzas verticales debe ser igual a 0:

   

   Sabiendo que la fuerza de gravedad cerca de la superficie de la Tierra es igual a mg, se puede reescribir esta ecuación y reorganizar para resolver la fuerza normal desconocida:

   

   La suma de las fuerzas horizontales proporciona la fuerza centrípeta mantener el coche en su movimiento circular:

   

   Ahora usa el resultado que obtuvo anteriormente para la fuerza normal y la ecuación de la fuerza centrípeta

   

   (dónde metro es la masa del objeto,

   

   es la velocidad del objeto, y r es el radio de la curva del objeto está atravesando) para resolver la ecuación.

   

   Luego se redondea a la cantidad solicitada:

   

2. 12,6 m / s²

   Comience por dibujar las fuerzas que actúan sobre el vehículo. Tres fuerzas están implicadas en esta situación: la fuerza de la gravedad, tirando hacia abajo-la fuerza normal, o la fuerza con la que el suelo está empujando contra el vehículo, dirigido perpendicularmente lejos de la subterráneas y la fuerza de fricción, dirigida en el dirección opuesta del movimiento del vehículo. El exceso de velocidad a lo largo de, el vehículo prefiere seguir adelante “recta”, que significa en dirección hacia “arriba” del banco, por lo que necesita llamar su fuerza de fricción en dirección “hacia abajo” del banco. Asegúrese de romper sus fuerzas normales y de fricción en sus componentes de manera que se puede resumir fuerzas en la dirección horizontal y en dirección vertical.

   

   Debido a que el vehículo no está acelerando hacia arriba o hacia abajo, la suma de las fuerzas verticales debe ser igual a 0:

   

   Sabiendo que

   

   Video: AINTE Fisica 4 ESO Fuerza Normal Plano Inclinado

   y que la fuerza de gravedad es el producto de la masa y la aceleración debida a la gravedad (un_GRAMO), Se puede reescribir esta ecuación y reorganizar para resolver la fuerza normal desconocida:

   

   La suma de las fuerzas horizontales proporciona la fuerza centrípeta mantener el vehículo en su movimiento circular:

   

   Antes de saltar en los cálculos, asegúrese de convertir la velocidad a unidades “correctas”:

   

   Ahora usa el resultado que obtuvo anteriormente para la fuerza normal y la ecuación de la fuerza centrípeta:

   

   dónde metro es la masa del objeto,

   

   es la velocidad del objeto, y r es el radio de la curva del objeto está atravesando, para resolver la ecuación.