La force normale est définie comme la force exercée par une surface sur un autre objet. Lorsqu’un objet est au repos, la force nette exercée sur lui est égale à zéro. Une force normale ne peut pas être appliquée sur deux surfaces qui ne sont pas reliées entre elles. Elle peut être interprétée comme une composante de la force verticale par rapport à toute surface de contact. Il détermine la force que le corps exerce sur le sol. La force normale est égale au poids de l’objet uniquement si le taux de changement de vitesse de l’objet est négatif, ce qui signifie qu’il décélère.
Formule
La valeur de la force normale dépend de l'endroit où l'objet est placé par rapport à l'autre objet. Lorsqu'un objet va tomber, la position dans laquelle l'objet tombe sur le sol détermine la valeur de la force normale. La force normale est désignée par le symbole FN. Son unité de mesure est le Newton (N) et la formule dimensionnelle est donnée par [M1L1T-2].
Si un corps repose sur une force plate, la force normale est égale à la valeur du poids gravitationnel, c'est-à-dire mg.
F N = mg
où,
FNest la force normale,
m est la masse de l'objet au repos,
g est l'accélération due à la gravité.
Si un corps glisse depuis une surface inclinée selon un certain angle, la valeur de la force normale est le poids gravitationnel ajouté par une force supplémentaire de F sin θ. Dans ce cas, la force normale est supérieure au poids de l’objet.
F N = mg + F péché θ
Où,
FNest la force normale,
m est la masse de l'objet glissant,
g est l'accélération due à la gravité,
θ est l'angle d'inclinaison.
Si la force agit sur un corps vers le haut, la valeur de la force normale est le poids gravitationnel décrémenté d'une force de F sin θ. Dans ce cas, la force normale nette est inférieure au poids de l’objet.
F N = mg – F péché θ
où,
mini barre d'outils ExcelFNest la force normale,
m est la masse de l'objet glissant,
g est l'accélération due à la gravité,
θ est l'angle d'inclinaison.
Si un corps est placé sur un plan incliné, la force normale FNest égal au produit du poids gravitationnel et du cosinus de l'angle d'inclinaison.
F N = mg cos θ
où,
FNest la force normale,
m est la masse de l'objet glissant,
g est l'accélération due à la gravité,
θ est l'angle d'inclinaison.
Exemples de problèmes
Problème 1. Un objet d'une masse de 2 kg repose sur une table. Calculez la force normale qui s’exerce dessus.
Solution:
Nous avons,
m = 2
g = 9,8
En utilisant la formule que nous obtenons,
FN= mg
= 2 (9,8)
= 19,6 N
Problème 2. Un objet repose sur une table avec une force de 39,2 N. Calculez la force normale qui s'exerce sur lui.
Solution:
Nous avons,
F = 39,2
g = 9,8
En utilisant la formule que nous obtenons,
FN= mg
=> m = F/g
=> m = 39,2/9,8
=> m = 4 kg
Problème 3. Un objet d'une masse de 10 kg glisse vers le bas avec une force de 200 N depuis une surface inclinée selon un angle de 30°. Calculez la force normale qui s’exerce dessus.
Solution:
Nous avons,
F = 200
m = 10
avec forme complèteg = 9,8
θ = 30°
En utilisant la formule que nous obtenons,
FN= mg + F péché θ
= 10 (9,8) + 200 sin 30°
= 98 + 200 (1/2)
= 98 + 100
= 198 N
Problème 4. Un objet d'une masse de 20 kg glisse vers le bas avec une force de 400 N depuis une surface inclinée selon un angle de 30°. Calculez la force normale qui s’exerce dessus.
Solution:
Nous avons,
F = 400
m = 20
g = 9,8
θ = 30°
En utilisant la formule que nous obtenons,
FN= mg + F péché θ
= 20 (9,8) + 400 sans 30°
= 196 + 400 (1/2)
= 196 + 200
= 396 N
Problème 5. Un objet d'une masse de 15 kg est placé sur une surface inclinée à un angle de 30°. Calculez la force normale exercée sur celui-ci si la force agit vers le haut avec une valeur de 100 N.
Solution:
Nous avons,
F = 100
m = 15
g = 9,8
θ = 30°
En utilisant la formule que nous obtenons,
FN= mg – F péché θ
= 15 (9,8) – 100 sans 30°
= 147 – 100 (1/2)
= 147 – 50
= 97N
Problème 6. Un objet d'une masse de 5 kg est placé sur une surface inclinée à un angle de 60°. Calculez la force normale qui s’exerce dessus à tout moment.
Solution:
Nous avons,
m = 5
g = 9,8
θ = 60°
En utilisant la formule que nous obtenons,
FN= mg cos θ
qu'est-ce que l'œuf de Pâques d'Android= 5 (9,8) (cos 60°)
= 49/2
= 24,5 N
Problème 7. Un objet est placé sur une surface inclinée à un angle de 60°. Calculez sa masse si la force normale qui s'exerce sur lui est de 400 N.
Solution:
Nous avons,
FN= 400,
θ = 60°
En utilisant la formule que nous obtenons,
FN= mg cos θ
m = F/(g cos θ)
= 400/ (9,8 × cos 60°)
= 400/4,9
= 81,63 N