Normal Qüvvə: Düsturlar, Hesablama və Məşqlər

Giriş:

Fizika sahəsində normal qüvvə mühüm rol oynayır, onun tərifi və hesablanması səthlə təmasda olan cisimlərin davranışını başa düşmək üçün vacibdir. Bu böyüklüyü düzgün başa düşmək üçün onun hesablanmasını və fiziki sistemlərdə təsirini tənzimləyən prinsipləri və düsturları başa düşmək vacibdir. Bu ağ kağızda biz normal qüvvəni, onun düsturunu və tətbiq olunduğu müxtəlif ssenariləri, həmçinin onun başa düşülməsini və tətbiqini möhkəmləndirmək üçün praktiki məşqləri ətraflı araşdıracağıq. Normal gücün bu texniki kəşfində bizə qoşulun: düsturlar, hesablamalar və məşqlər!

1. Normal qüvvə ilə tanışlıq və onun fizikada əhəmiyyəti

Normal qüvvə fizikada əsas anlayışdır istifadə olunur qarşılıqlı əlaqəni təsvir etmək bir obyektin səthi ilə. Səthin ağırlığına və ya səthə perpendikulyar istiqamətdə hərəkət edən hər hansı digər xarici qüvvəyə qarşı bir cismə tətbiq etdiyi qüvvə kimi müəyyən edilir. Normal güc fiziki problemlərin həllində həyati əhəmiyyət kəsb edir, çünki o, cisimlərin ətraf mühitlə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu və səthdə necə tarazlıq qurduğunu anlamağa imkan verir.

Normal qüvvə anlayışını daha yaxşı başa düşmək üçün onun yalnız cismin səthlə təmasda olduğu zaman hərəkət etdiyini nəzərə almaq lazımdır. Normal qüvvə həmişə təmas səthinə perpendikulyar istiqamətdə hərəkət edir və onun böyüklüyü cismin səthə tətbiq etdiyi qüvvəyə bərabərdir, lakin əksinədir (məsələn, çəkisi). Bu o deməkdir ki, cisim üfüqi bir səthdə sükunətdədirsə, normal qüvvə onun ağırlığına bərabər, lakin əksinə olacaq.

Fiziki məsələləri həll edərkən, müəyyən bir vəziyyətdə normal qüvvəni təyin etmək üçün bir neçə amili nəzərə almaq lazımdır. Cismin çəkisi ilə yanaşı, səthin sürtünməsi, sürətlənməsi və ya meyli kimi digər qüvvələr də nəzərə alınmalıdır. Dəqiq normal qüvvənin hesablanması bəzi hallarda çətin ola bilər, lakin prosesi asanlaşdıran xüsusi alətlər və üsullar var. Məsələləri həll edərkən hər bir vəziyyətdə normal qüvvəni dəqiq müəyyən etmək üçün sərbəst cisim diaqramlarından istifadə etmək və Nyutonun ikinci qanunu kimi hərəkət qanunlarını tətbiq etmək məqsədəuyğundur.

2. Normal qüvvənin hesablanması üçün əsas düsturların izahı

Üfüqi bir səthdə sükunətdə olan cismə normal qüvvəni hesablamaq üçün bəzi əsas düsturları nəzərə almalıyıq. Bu düsturlar dəstək səthinə perpendikulyar olan normal qüvvənin böyüklüyünü və istiqamətini təyin etməyə imkan verəcəkdir.

Bu hesablama üçün ən çox istifadə olunan düsturlardan biri aşağıdakılardır:

• Bədən çəkisi: Normal gücü hesablamaq üçün bədənin çəkisini bilmək lazımdır. Normalda W hərfi ilə ifadə olunan çəki, cismin kütləsini cazibə qüvvəsinin sürətlənməsinə (g = 9.8 m/s) vurmaqla əldə edilir.²). Çəki hesablamaq üçün formula: W = m * g.
• Normal güc: Normal qüvvə (N) böyüklüyünə bərabərdir və bədənin ağırlığına əks istiqamətdədir. Buna görə də normal qüvvə aşağıdakı kimi hesablanır: N = -W. Normal qüvvə və çəki bərabər böyüklükdə olduğundan, bədən üfüqi bir səthdə istirahət edərsə, həmişə müsbət olacaqdır.

Qeyd etmək lazımdır ki, bu düsturlar yalnız üfüqi bir səthdə və xarici qüvvələrin olmadığı yerdə sükunətdə olan cisimlər üçün etibarlıdır. Bədənə təsir edən başqa qüvvələr olduğu halda, nəticə verən qüvvənin hesablanmasında və deməli, normal qüvvənin təyini zamanı bunlar nəzərə alınmalıdır. Bundan əlavə, normal qüvvənin təmas səthindən deyil, yalnız bədənə təsir edən cazibə qüvvəsindən asılı olduğunu nəzərə almaq çox vacibdir.

3. Müxtəlif fiziki ssenarilərdə normal qüvvənin hesablanması

4. Normal qüvvə düsturunun tətbiqinin praktiki nümunələri

5. Fiziki sistemdə normal qüvvə ilə digər qüvvələr arasında əlaqə

1. Normal qüvvə fiziki sistemdə cisimlərin tarazlığı ilə bağlı problemlərin həllində əsas komponentdir. Bu qüvvə təmas səthinə perpendikulyardır və cismin ağırlığına qarşı çıxır. Gücü başa düşmək üçün normal qüvvənin əsas anlayışlarını və müxtəlif vəziyyətlərdə digər qüvvələrlə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu bilmək vacibdir.
2. Düz üfüqi səthdə, məsələn, masada, normal qüvvə obyektin ağırlığına əks istiqamətdə hərəkət edir. Cisim hərəkətdə deyilsə, normal qüvvə çəki ilə eyni dəyərə malikdir və hər ikisi bir-birini ləğv edir. Ancaq cisim səthdə hərəkət edirsə, normal qüvvə çəkidən az olacaq, çünki onun hərəkətinə qarşı çıxan bir sürtünmə qüvvəsi var. Bu halda normal qüvvə çəki və sürtünmə qüvvəsinin vektor cəminə bərabərdir.
3. Maili səthlərdə normal qüvvə həmişə çəkiyə əks istiqamətdə hərəkət etmir. Səthin meyl bucağından asılıdır. Bu halda normal qüvvə iki komponentə parçalanır: biri səthə perpendikulyar, digəri isə ona paraleldir. Perpendikulyar komponent cismin ağırlığına bərabərdir, paralel komponent isə sürtünmə qüvvəsinə və cismin sürüşməsinə qarşı çıxır. Normal qüvvə ilə maili səthdəki bu digər qüvvələr arasındakı əlaqəni bilmək bu tip fiziki sistemlərdə cisimlərin tarazlığını və hərəkətini təhlil etmək üçün vacibdir.

6. Balans məsələlərində normal qüvvənin tətbiqi

Problemləri həll etmək üçün normal qüvvənin tətbiqini nəzərdə tutan balans, müəyyən bir sıra addımları izləmək vacibdir. Birincisi, sərbəst bədən diaqramını müəyyən etməli və çəkməliyik, burada sözügedən obyektə təsir edən bütün qüvvələri təmsil edəcəyik. Bu, mövcud olan bütün qüvvələri və onların istiqamətini aydın təsəvvür etməyə imkan verəcək.

Biz qüvvələri müəyyən etdikdən sonra onları istinad müstəvisinə perpendikulyar və paralel komponentlərə ayırmalıyıq. Normal qüvvənin həmişə təmas müstəvisinə perpendikulyar olduğunu xatırlamaq vacibdir. Normal qüvvə, səthin hərəkətsiz və ya hərəkətdə olan bir cismə verdiyi reaksiyadır. Qüvvələri parçalamaq üçün sinus və kosinus kimi əsas triqonometrik funksiyalardan istifadə edə bilərik.

Biz daha sonra məsələnin bilinməyənlərini müəyyən etmək üçün qüvvələrin cəmi və anların cəmi kimi tarazlıq qanunlarını tətbiq edə bilərik. Bütün qüvvələr tarazlıqdadırsa, bütün qüvvələrin cəmi sıfıra bərabər olmalıdır. Bu, problemi həll etmək və həllini tapmaq üçün bizə lazım olan məlumatları verəcəkdir. addım-addım. Yadda saxlamaq lazımdır ki, prosesdə mövcud olan həm xarici, həm də daxili qüvvələri nəzərə almalıyıq. sistemdə.

7. Maili səthlərdə normal qüvvənin hesablanması

Maili səthlərdəki normal qüvvəni hesablamaq üçün əvvəlcə normal qüvvənin nə olduğunu başa düşməliyik. Normal qüvvə cisimlə təmasda olan səthə perpendikulyar təsir göstərən qüvvədir. Üfüqi bir səthdə normal qüvvə cismin ağırlığına bərabərdir. Bununla belə, meylli səthdə normal qüvvə əlavə qüvvənin olması səbəbindən dəyişir: çəkinin normal komponenti.

Ağırlığın normal komponenti düsturla hesablanır: P_n = P cosθ, burada P cismin çəkisi və θ səthin meyl bucağıdır. Ağırlığın normal komponentinə sahib olduqdan sonra normal qüvvə çəkinin normal komponentini və sistemdə mövcud olan hər hansı digər normal qüvvələri əlavə etməklə hesablanır.

Nəzərə almaq lazımdır ki, cismin sükunətdə və ya tarazlıqda olmasından asılı olmayaraq, normal qüvvə cismə tətbiq olunan xarici qüvvələrin cəminə bərabər və əks olmalıdır. Maili səthlərdəki normal qüvvəni hesablamaq üçün güc analizi, Nyuton qanunlarının istifadəsi və ya tənlik sistemlərinin həlli kimi müxtəlif üsullardan istifadə edilə bilər. İstənilən halda normal qüvvənin düzgün qiymətini almaq üçün cismə təsir edən xarici qüvvələr və daxili qüvvələr nəzərə alınmalıdır.

8. Normal qüvvənin hesablanması üçün əsas məşqlər

Bir cismin normal qüvvəsini hesablamaq üçün fizikanın əsaslarını başa düşmək vacibdir. Normal qüvvə iki cisim arasındakı təmas səthinə perpendikulyar təsir göstərən qüvvədir. Aşağıda normal qüvvənin necə hesablanacağını başa düşməyə kömək edəcək bəzi əsas məşqlər var.

1. Üfüqi bir səthdə istirahət edən bədən məşqi: Düz, üfüqi bir səthdə dayanan bir obyekt düşünün. Bu vəziyyətdə normal qüvvə cismin ağırlığına bərabərdir, çünki ona təsir edən əlavə qüvvələr yoxdur. Onu hesablamaq üçün cismin kütləsini qravitasiya sürətinə vurmaq kifayətdir.

2. Maili səthdə sükunət halında olan bədənin məşqi: bu halda maili səthə paralel istiqamətdə cazibə qüvvəsinin tərkib hissəsi olduğu üçün normal qüvvə cismin ağırlığına bərabər deyil. Onu hesablamaq üçün əvvəlcə cazibə qüvvəsinin düsturundan istifadə edərək maili səthə perpendikulyar olan cazibə qüvvəsinin komponentini təyin edin. Sonra normal qüvvəni hesablamaq üçün bu komponentdən istifadə edin.

9. Tənliklər sistemlərinin həllində normal qüvvə məsələləri

Normal qüvvə məsələlərini əhatə edən tənliklər sistemlərini həll edərkən dəqiq nəticələr əldə etmək üçün addım-addım prosesi izləmək vacibdir. Aşağıda bu tip problemi həll etmək üçün təsirli bir üsul var:

Addım 1: Sistemdə mövcud olan normal qüvvələri müəyyən edin. Normal qüvvə bir səthin cismə perpendikulyar istiqamətdə tətbiq etdiyi qüvvədir. Bu qüvvələri müəyyən etmək üçün təmasda olan cisimlər və səthlər arasındakı qarşılıqlı təsirləri nəzərə almaq lazımdır.

Addım 2: Koordinat sistemi təyin edin. Bu, tənliklər sisteminin həllini asanlaşdıracaq. Qüvvət komponentlərinin x və y oxlarına paralel olduğu bir konfiqurasiya seçmək tövsiyə olunur. Bu, sonrakı hesablamaları asanlaşdıracaq.

10. Fizikada normal qüvvə və çəki anlayışı

Normal qüvvə fizikada bir səthin onunla təmasda olan cismə tətbiq etdiyi qüvvəni təsvir etmək üçün istifadə edilən əsas anlayışdır. Bu qüvvə səthə perpendikulyardır və cismə təsir edən cazibə qüvvəsinə əks istiqamətdə hərəkət edir. Buna görə də deyə bilərik ki, normal qüvvə bir səthin cazibə qüvvəsinə qarşı çıxmaq üçün bir cismi yuxarı itələdiyi qüvvədir.

Bu anlayışı daha yaxşı başa düşmək üçün fizikada çəki anlayışını bilmək vacibdir. Bir cismin çəkisi cazibə qüvvəsinin ona təsir etdiyi qüvvədir. O, cismin kütləsini cazibə qüvvəsindən yaranan sürətlənməyə vurmaqla hesablanır. Yer kürəsində cazibə qüvvəsinin sürətlənməsi təqribən 9.8 m/s^2 təşkil edir. Buna görə də, bir cismin çəkisini aşağıdakı düsturla hesablamaq olar: Çəki = kütlə x cazibə qüvvəsi səbəbindən sürətlənmə.

İndi normal qüvvəni hesablamaq üçün bunu nəzərə almalıyıq Normal qüvvə həmişə səthə perpendikulyardır və cazibə qüvvəsinə əks istiqamətdə hərəkət edir. Beləliklə, bir cisim düz, üfüqi bir səthdə sükunətdədirsə, normal qüvvə böyüklüyünə bərabər və cazibə qüvvəsinə əks istiqamətdə olacaqdır. Bununla belə, cisim meylli müstəvidə olarsa, normal qüvvə iki komponentə parçalanır: biri müstəviyə perpendikulyar, digəri isə müstəviyə paralel. Bu halda normal qüvvənin hər bir komponentinin böyüklüyünü hesablamaq üçün triqonometriyadan istifadə etmək lazımdır.

11. Sürətlənmə vəziyyətlərində normal qüvvənin hesablanması

Sürətlənmə vəziyyətlərində normal qüvvəni hesablamaq üçün normal qüvvə anlayışını və onun sürətlənmə ilə əlaqəsini başa düşmək vacibdir. Normal qüvvə bir səthin bu səthə perpendikulyar istiqamətdə hərəkətsiz və ya hərəkətdə olan bir cismə tətbiq etdiyi qüvvədir. Sürətlənmə vəziyyətlərində normal qüvvə əlavə qüvvələrin olması səbəbindən dəyişə bilər.

Sürətlənmə vəziyyətlərində normal qüvvənin hesablanmasında ilk addım cismə təsir edən bütün qüvvələri müəyyən etməkdir. Bunlara cazibə qüvvəsi, sürtünmə qüvvəsi və hər hansı digər xarici qüvvələr daxil ola bilər. Sonra Nyutonun ikinci qanunundan istifadə edərək cismin sürətini təyin etmək lazımdır ki, bu qanuna görə, cismə tətbiq olunan bütün qüvvələrin cəmi onun kütləsi və sürətlənməsinin hasilinə bərabərdir.

Sürətlənmə müəyyən edildikdən sonra F = ma düsturundan istifadə edə bilərik, burada F obyektə tətbiq olunan xalis qüvvə, m isə onun kütləsidir. Bu halda xalis qüvvə cismə təsir edən bütün qüvvələrin cəmindən ibarətdir. Nəhayət, xalis qüvvəni bilməklə, N = mg – F düsturundan istifadə edərək normal qüvvəni hesablaya bilərik, burada N - normal qüvvədir, m - cismin kütləsidir, g - cazibə qüvvəsinin sürətidir, F - xalisdir. güc.

12. Dinamik sistemlərdə təkmil normal qüvvə məşqləri

Bu bölmədə dinamik sistemlərdə normal gücü gücləndirmək üçün bir sıra qabaqcıl məşqlər təqdim edəcəyik. Bu məşqlər fiziki qabiliyyətlərinizə meydan oxumaq və dinamik və dəyişən vəziyyətlərdə dözümlülüyü artırmaq üçün nəzərdə tutulub. Hər hansı bir məşq etməzdən əvvəl təlimatları diqqətlə izlədiyinizə və təhlükəsizlik tədbirlərini nəzərə aldığınızdan əmin olun.

1. Müqavimət bandı ilə normal güc məşqi: Bu məşq üçün müxtəlif müqavimət səviyyələrinə malik bir müqavimət bandına ehtiyacınız olacaq. Bandı sabit bir səthə tutaraq başlayın və sonra bandın hər ucunu yerləşdirin əlinizdə. Əllərinizi sinə səviyyəsində saxlayın və dirsəklərinizi bir az bükün. Sonra, normal güc tətbiq etmək üçün qol uzatma hərəkətləri edin. Bu məşqi hər dəstdə 10-15 dəfə təkrarlayın.

2. Çaydanlar ilə normal güc məşqləri: Çaydanlar dinamik sistemlərdə normal güclə işləmək üçün əladır. Sinə hündürlüyündə iki əlinizlə çaydanı tutaraq başlayın. Dirsəkləriniz bir az əyilmiş halda çaydanı idarə olunan hərəkətlə yuxarı və aşağı hərəkət etdirin. Məşq zamanı düzgün duruş və sabitliyi saxladığınızdan əmin olun. Hər dəstdə 10-15 təkrar edin.

3. Paralel barlarda normal güc məşqi: Məşq rutininizdə paralel barlardan istifadə dinamik sistemlərdə normal gücü gücləndirmək üçün çox faydalı ola bilər. Paralel çubuqlar arasında addımlayın və möhkəm bir tutuşla tutun. Sonra ayaqlarınızı yerdən qaldırın və bədəninizi üfüqi tutun. Güc qazandıqca, ayaqları qaldırmaq və ya bədəni bükmək kimi daha mürəkkəb hərəkətləri sınayın. Bu məşqi 30 saniyə ərzində yerinə yetirin 1 dəqiqə hər seriyada.

Unutmayın ki, bu məşqlər yalnız bir bələdçidir və hər hansı bir zədə və ya sağlamlıq probleminiz varsa, onları fitness səviyyənizə uyğunlaşdırmaq və peşəkar nəzarət axtarmaq vacibdir. Dinamik sistemlərdə bu normal güc məşqlərinə əməl edin və fiziki dözümünüzdəki nəticələr sizi təəccübləndirəcək!

13. Normal qüvvə və onun hərəkət və reaksiya qanunu ilə əlaqəsi

La normaldir ilə birbaşa əlaqəli olan fiziki böyüklükdür hərəkət və reaksiya qanunu. Bu qanun hər bir hərəkət üçün bərabər və əks reaksiya olduğunu müəyyən edir. Normal qüvvə vəziyyətində, səthin onunla təmasda olan bir cismə tətbiq etdiyi qüvvədir. Bu qüvvə həmişə səthə perpendikulyar təsir göstərir və eyni böyüklükdə, lakin cismin səthə tətbiq etdiyi qüvvənin əksinədir.

Hesablamaq üçün normaldir, bəzi addımlara əməl edilməlidir. Əvvəlcə cismə təsir edən bütün qüvvələri göstərən sərbəst cisim diaqramı çəkilməlidir. Sonra obyektlə təmasda olan səth müəyyən edilir və normal qüvvənin istiqamətini göstərmək üçün ox çəkilir. Sonra, obyektə təsir edən bütün şaquli qüvvələr əlavə edilməli və sıfıra bərabər tutulmalıdır, çünki obyekt şaquli balansdadır. Bu, normal qüvvənin dəyərini tapmağa imkan verəcəkdir.

Qeyd etmək lazımdır ki, normal qüvvə həmişə cismə təsir edən cazibə qüvvəsinə bərabər olmur. Cismin maili səthdə olduğu hallarda, cazibə qüvvəsinin şaquli komponentinin normal qüvvə ilə qarşı-qarşıya qalması səbəbindən normal qüvvə cazibə qüvvəsindən az ola bilər. Digər tərəfdən, əgər cisim yuxarıya meylli bir müstəvidə olarsa, normal qüvvə cazibə qüvvəsindən böyük ola bilər.

14. Fizikada normal qüvvənin hesablanmasının əhəmiyyətinə dair nəticələr

Nəticə olaraq, normal qüvvənin hesablanması fizikada qüvvələrin tətbiq olunduğu müxtəlif vəziyyətləri anlamağa və təhlil etməyə imkan verən fundamental anlayışdır. Perpendikulyar qüvvə kimi də tanınan normal qüvvə, səthin onunla təmasda olan cismə tətbiq etdiyi qüvvə kimi müəyyən edilir. Onun hesablanması sürtünmə və ya cazibə qüvvəsi kimi digər qüvvələrin böyüklüyünü müəyyən etmək üçün çox vacibdir.

Qeyd etmək lazımdır ki, normal qüvvə həmişə səthə perpendikulyar, cismin ona təsir etdiyi qüvvəyə əks istiqamətdə hərəkət edir. Bu qüvvəni hesablamaq üçün səthin meyl bucağını nəzərə almaq və hərəkət və triqonometriya qanunlarını tətbiq etmək lazımdır.

Normal gücü hesablamaq üçün kontekstdən və konkret vəziyyətdən asılı olaraq müxtəlif alətlər və üsullardan istifadə edilə bilər. Məsələn, səthin üfüqi olduğu hallarda, normal qüvvə obyektin ağırlığına bərabər olacaqdır. Bununla belə, səth meylli olduqda, normal qüvvənin düzgün dəyərini əldə etmək üçün meyl bucağını nəzərə almaq lazımdır. Bu halları həll etmək üçün sərbəst bədən diaqramları və Pifaqor teoremi və triqonometrik funksiyalar kimi tənliklərdən istifadə edilə bilər.

Xülasə, “Normal qüvvə: düsturlar, hesablamalar və məşqlər” məqaləsində fizika sahəsində normal qüvvənin fundamental anlayışlarının ətraflı izahı verilmişdir. Düsturlar və praktiki nümunələr vasitəsilə bu qüvvənin hesablanması tədqiq edilmiş və onun təyin edilməsində iştirak edən müxtəlif amillər təhlil edilmişdir.

Normal qüvvənin tərifinə səthin təmasda olan cismə tətbiq etdiyi qüvvənin perpendikulyar komponenti kimi baxılmış və bu qüvvənin səthin meylindən və digər müvafiq fiziki cəhətlərdən asılı olaraq necə dəyişdiyi izah edilmişdir.

Bundan əlavə, düz səth, yamac və statik tarazlıqda olan cisimlər kimi müxtəlif ssenarilərdə normal qüvvənin hesablanması üçün lazım olan düsturların ətraflı təsviri verilmişdir. Bu düsturlar nəzəri anlayışların başa düşülməsini və tətbiqini asanlaşdıran ədədi nümunələr vasitəsilə kontekstləşdirilmişdir.

Eynilə, oxucuya əldə edilmiş bilikləri praktikada tətbiq etməyə imkan verən bir sıra praktiki tapşırıqlar təqdim edilmişdir. Bu təlimlər müxtəlifliyi əhatə edir çətinlik səviyyələri vəziyyətlərinə diqqət yetirin real həyat, bu, normal qüvvə ilə bağlı hesablamaların başa düşülməsini və mənimsənilməsini gücləndirmək imkanı verir.

Sonda “Normal qüvvə: düsturlar, hesablamalar və məşqlər” məqaləsi oxuculara fizikanın bu fundamental mövzusu haqqında aydın və dolğun təsəvvür yaratmışdır. Təqdim olunan nəzəri anlayışlar, düsturlar və tapşırıqlar sizə başa düşməyə və tətbiq etməyə imkan verir effektiv şəkildə müxtəlif vəziyyətlərdə normal güc.