Indar Normala: Formulak, Kalkulua eta Ariketak

Azken eguneraketa: 2023/06/29

Sarrera:

Fisikaren arloan, indar normalak ezinbesteko papera betetzen du, eta horren definizioa eta kalkulua ezinbestekoak dira gainazal batekin kontaktuan dauden objektuen portaera ulertzeko. Magnitude hori behar bezala ulertzeko, ezinbestekoa da haren kalkulua eta sistema fisikoetan duen inplikazioa arautzen duten printzipioak eta formulak ulertzea. Liburu zuri honetan, indar normala, bere formula eta aplikatzen den agertoki desberdinak zehatz-mehatz aztertuko ditugu, baita haren ulermena eta aplikazioa sendotzeko ariketa praktikoak ere. Bat egin gurekin indar normalaren esplorazio tekniko honetan: formulak, kalkuluak eta ariketak!

1. Indar normalaren sarrera eta fisikan duen garrantzia

Indar normala oinarrizko kontzeptua da fisikan erabiltzen dena. elkarrekintza deskribatzeko objektu baten gainazal batekin. Gainazal batek objektu bati bere pisuari aurre egiteko edo gainazalarekiko noranzko perpendikular batean eragiten duen beste edozein kanpoko indar gisa definitzen da. Indar normalak berebiziko garrantzia du arazo fisikoak konpontzeko, objektuek ingurunearekin nola elkarreragiten duten eta gainazal batean nola orekatzen diren ulertzeko aukera ematen baitu.

Indar normalaren kontzeptua hobeto ulertzeko, kontuan izan behar da objektua gainazal batekin kontaktuan dagoenean soilik jarduten duela. Indar normalak beti ukipen gainazalarekiko noranzko perpendikular batean jarduten du eta bere magnitudea objektuak gainazalean egiten duen indarraren (adibidez, pisua) berdina da baina kontrakoa. Horrek esan nahi du objektu bat gainazal horizontal batean geldirik badago, indar normala bere pisuaren berdina izango dela baina kontrakoa.

Arazo fisikoak ebazteko orduan, hainbat faktore kontuan hartu behar dira egoera jakin bateko indar normala zehazteko. Objektuaren pisuaz gain, gainazalaren marruskadura, azelerazioa edo inklinazioa bezalako beste indar batzuk kontuan hartu behar dira. Indar normal zehatza kalkulatzea zaila izan daiteke zenbait egoeratan, baina prozesua errazten duten tresna eta metodo zehatzak daude. Problemak ebazteko, gomendagarria da gorputz askearen diagramak erabiltzea eta higiduraren legeak aplikatzea, Newtonen bigarren legea kasu, kasu bakoitzean indar normala zehaztasunez zehazteko.

2. Indar normala kalkulatzeko oinarrizko formulen azalpena

Gainazal horizontal batean geldirik dagoen gorputz baten indar normala kalkulatzeko, oinarrizko formula batzuk hartu behar ditugu kontuan. Formula horiei esker, indar normalaren magnitudea eta norabidea zehaztuko ditugu, euskarri-azalera perpendikularra dena.

Kalkulu honetarako gehien erabiltzen den formula bat honako hau da:

  • Gorputzaren pisua: Indar normala kalkulatzeko, beharrezkoa da gorputzaren pisua ezagutzea. Pisua, normalean W letraz adierazten dena, gorputzaren masa grabitatearen ondoriozko azelerazioaz biderkatuz lortzen da (g = 9.8 m/s).2). Pisua kalkulatzeko formula hau da: W = m * g.
  • Indar normala: Indar normala (N) magnitude berdina da eta gorputzaren pisuaren aurkako norabidean. Beraz, indar normala honela kalkulatzen da: N = -W. Indar normala eta pisua magnitude berdinak direnez, beti izango da positiboa gorputza gainazal horizontal batean geldirik badago.

Garrantzitsua da formula hauek gainazal horizontalean atseden hartzen duten gorputzentzat eta kanpoko indarrik ezean soilik balio dutela. Gorputzaren gainean eragiten duten beste indar batzuk egonez gero, indar erresultantearen kalkuluan eta, beraz, indar normalaren determinazioan kontuan hartu behar dira. Gainera, ezinbestekoa da kontuan hartzea indar normala ez dela ukipen gainazalaren araberakoa, baizik eta gorputzaren gainean eragiten duen grabitate-indarraren araberakoa.

3. Indar normalaren kalkulua eszenatoki fisiko ezberdinetan

Eszenatoki fisiko ezberdinetan indar normala kalkulatzeko, hasiera batean indar normala zein den ulertu behar da. Indar normala gainazal horrek gainazalarekiko perpendikularra duen indarraren osagaia da. Beste era batera esanda, gainazal batek objektu bati bere pisuari aurre egiteko eta hondora ez dezan edo zulo bat egitea saihesteko egiten duen indarra da.

Jarraian, gainazal horizontal lau batean geldirik dagoen objektu baten gaineko indar normala kalkulatzeko adibide praktiko bat dago. Ebazteko arazo hauHurrengo urratsak jarrai daitezke:

  • Identifikatu objektuaren gainean eragiten duten indarrak: kasu honetan, bertikalki beherantz diharduen objektuaren pisua bakarrik hartzen da kontuan.
  • Zehaztu gainazalaren inklinazio angelua: gainazala horizontala ez bada, garrantzitsua da informazio hori jakitea kalkuluak egiteko.
  • Erabili indar normalaren formula: gainazal horizontal baten kasuan, indar normalaren intentsitatea objektuaren pisuaren berdina izango da.

Garrantzitsua da kontuan izan agertoki fisiko desberdinetan kalkuluak alda daitezkeela. Adibidez, objektua gainazal inklinatu batean geldirik badago, indar normalak inklinazio angeluak eragingo du. Kasu honetan, trigonometria erabil daiteke indarrak osagai horizontal eta bertikaletan deskonposatzeko eta horrela indar normalaren intentsitatea pisuaren eta inklinazio angeluaren arabera lortzeko.

4. Indar normalaren formula aplikatzeko adibide praktikoak

Indar normalaren formula eta egoera ezberdinetan nola aplikatzen den ulertuz, fisikarekin lotutako hainbat problema ebatzi ditzakegu. Formula honen aplikazioaren hiru adibide praktiko aurkeztuko dira jarraian:

  1. Adibide arrunt bat gainazal horizontal lau batean pausatzen den objektu bat da. Kasu honetan, indar normala objektuaren pisuaren berdina da, ez baitago haren gainean eragiten duen kanpoko indar gehigarririk. Beraz, formula hau erabil dezakegu: Fn = m g, non Fn indar normala adierazten du, m objektuaren masa eta g grabitatearen azelerazioa.
  2. Beste adibide interesgarri bat arrapala inklinatu batean orekatuta dagoen objektu batena da. Kasu honetan, indar normalak arrapalaren gainazaletik perpendikularki jokatzen du, grabitazio indarrari partzialki kontra eginez. Indar normala aurkitzeko, grabitate-indarra bere osagai bertikal eta horizontaletan deskonposatu behar dugu. Ondoren, trigonometria erabiltzen dugu ondoriozko indar normalaren magnitudea eta norabidea zehazteko.
  3. Azken adibide praktiko bat da pertsona baten mugitzen ari den igogailu batean gelditu. Kasu honetan, indar normala igogailuaren mugimendu azeleratuak eragiten du. Igogailua gorantz azeleratzen bada, indar normala handitu egingo da. Igogailua beherantz bizkortzen bada, indar normala gutxituko da. Indar normalaren balio zehatza zehazteko, pertsonaren pisua eta igogailuaren azelerazioa kontuan hartu behar ditugu.
Eduki esklusiboa - Egin klik hemen  Nola aurkitu Pazko arrautzak Animal Crossing: New Horizons-en

5. Sistema fisiko bateko indar normalaren eta beste indar batzuen arteko erlazioa

  1. Indar normala funtsezko osagaia da sistema fisiko bateko gorputzen orekarekin lotutako arazoak konpontzeko. Indar hori ukipen-azalera perpendikularra da eta objektuaren pisuari kontrajartzen zaio. Indarra ulertzeko ezinbestekoa da indar normalaren oinarrizko kontzeptuak eta egoera ezberdinetan beste indar batzuekin nola eragiten duen jakitea.
  2. Gainazal horizontal lau batean, mahai batean adibidez, indar normalak objektuaren pisuaren kontrako norabidean jokatzen du. Objektua mugimenduan ez badago, indar normalak pisuaren balio bera du eta biek elkar ezeztatzen dute. Hala ere, objektua gainazalean higitzen ari bada, indar normala pisua baino txikiagoa izango da, haren mugimenduaren aurka dagoen marruskadura indar bat baitago. Kasu honetan, indar normala pisuaren eta marruskadura indarraren batura bektorialaren berdina da.
  3. Gainazal inklinatuetan, indar normalak ez du beti pisuaren kontrako norabidean jokatzen. Gainazalaren inklinazio angeluaren araberakoa da. Kasu honetan, indar normala bi osagaitan deskonposatzen da: bata gainazalarekiko perpendikularra eta beste bat paraleloa. Osagai perpendikularra objektuaren pisuaren berdina da, osagai paraleloak, berriz, marruskadura-indarraren eta objektuaren irristatzearen aurka egiten du. Gainazal inklinatu batean indar normalaren eta beste indar horien arteko erlazioa ezagutzea ezinbestekoa da sistema fisiko mota honetako objektuen oreka eta mugimendua aztertzeko.

6. Indar normalaren aplikazioa oreka-arazoetan

Arazoak konpontzeko. Indar normalaren aplikazioa dakarren oreka, garrantzitsua da urrats multzo zehatz bat jarraitzea. Lehenik eta behin, gorputz askearen diagrama identifikatu eta marraztu behar dugu, non kasuan kasuko objektuaren gainean eragiten duten indar guztiak irudikatuko ditugun. Horri esker, dauden indar guztiak eta haien norabidea argi ikusteko aukera izango dugu.

Indarrak identifikatu ondoren, erreferentzia-planoarekiko perpendikular eta paralelo osagaietan deskonposatu behar ditugu. Funtsezkoa da gogoratzea indar normalak kontaktu-planoarekiko perpendikularki jokatzen duela beti. Indar normala gainazal batek geldiunean edo mugimenduan dagoen objektu bati eragiten dion erreakzioa da. Indarrak deskonposatzeko, oinarrizko funtzio trigonometrikoak erabil ditzakegu, hala nola sinua eta kosinua.

Orduan, orekaren legeak aplika ditzakegu, hala nola indarren batura eta momentuen batura, problemaren ezezagunak zehazteko. Indar guztiak orekan badaude, indar guztien baturak zero berdina izan behar du. Honek arazoa konpontzeko eta irtenbidea bilatzeko beharrezko informazioa emango digu. urratsez urrats. Garrantzitsua da gogoratzea prozesuan, kanpoko zein barneko indarrak kontuan hartu behar ditugula. sisteman.

7. Gainazal inklinatuetan indar normalaren kalkulua

Gainazal inklinatuetan indar normala kalkulatzeko, lehenik eta behin indar normala zer den ulertu behar dugu. Indar normala objektu batekin kontaktuan dagoen gainazal bati perpendikularki eragiten duen indarra da. Gainazal horizontal batean, indar normala objektuaren pisuaren berdina da. Hala ere, gainazal inklinatu batean, indar normala aldatzen da indar gehigarri baten presentziaren ondorioz: pisuaren osagai normala.

Pisuaren osagai normala formula hau erabiliz kalkulatzen da: Pn = P cosθ, non P objektuaren pisua den eta θ gainazalaren inklinazio angelua den. Pisuaren osagai normala dugunean, indar normala pisuaren osagai normala eta sisteman dauden beste indar normal bat gehituz kalkulatzen da.

Garrantzitsua da kontutan izan objektua atsedenaldian edo orekan egon, indar normalak objektuari aplikatzen zaizkion kanpoko indarren baturaren berdina eta aurkakoa izan behar duela. Gainazal inklinatuetan indar normala kalkulatzeko, hainbat metodo erabil daitezke, hala nola, indarraren analisia, Newtonen legeen erabilera edo ekuazio-sistemak ebaztea. Nolanahi ere, objektuaren gainean eragiten duten kanpoko indarrak eta barne indarrak kontuan hartu behar dira indar normalaren balio zuzena lortzeko.

8. Indar normala kalkulatzeko oinarrizko ariketak

Objektu baten indar normala kalkulatzeko, garrantzitsua da fisikaren oinarriak ulertzea. Indar normala bi objekturen arteko ukipen-azalera perpendikularki jokatzen duena da. Jarraian, indar normala nola kalkulatu ulertzen lagunduko dizuten oinarrizko ariketa batzuk daude.

Eduki esklusiboa - Egin klik hemen  Nola lortu Google zerbitzuak Huawei-n

1. Gorputz-ariketa gainazal horizontalean atseden hartzeko: Demagun gainazal lau eta horizontal batean dagoen objektu bat. Kasu honetan, indar normala objektuaren pisuaren berdina da, ez baita indar gehigarririk eragiten. Hori kalkulatzeko, objektuaren masa grabitazio-azelerazioaz biderkatu besterik ez dago.

2. Gorputzaren ariketa gainazal inklinatu batean pausatuta: kasu honetan, indar normala ez da objektuaren pisuaren berdina, grabitazio-indarraren osagai bat baitago gainazal inklinatuaren norabide paraleloan. Hori kalkulatzeko, lehenik eta behin, zehaztu zein den grabitate-indarraren osagaia gainazal inklinatuarekiko perpendikularra, grabitazio-indarraren formula erabiliz. Ondoren, erabili osagai hau indar normala kalkulatzeko.

9. Indar normalaren problemak ekuazio-sistemak ebazteko

Indar normalaren problemak dituzten ekuazio-sistemak ebazteko, garrantzitsua da urratsez urrats prozesu bat jarraitzea emaitza zehatzak lortzeko. Hona hemen arazo mota hau konpontzeko metodo eraginkor bat:

1. urratsa: Identifikatu sisteman dauden indar normalak. Indar normala gainazal batek objektu bati norabide perpendikularrean egiten duen indarra da. Indar horiek identifikatzeko, kontaktuan dauden objektuen eta gainazalen arteko elkarrekintzak kontuan hartu behar dira.

2. urratsa: esleitu koordenatu-sistema. Honek ekuazio-sistema ebaztea erraztuko du. Indar osagaiak x eta y ardatzekiko paraleloak diren konfigurazio bat aukeratzea gomendatzen da. Honek ondorengo kalkuluak erraztuko ditu.

10. Indar normala eta pisuaren kontzeptua fisikan

Indar normala fisikan oinarrizko kontzeptua da, gainazal batek harekin kontaktuan dagoen objektu baten gainean egiten duen indarra deskribatzeko erabiltzen dena. Indar hori gainazalearekiko perpendikularra da eta objektuaren gainean eragiten duen grabitazio-indarraren kontrako noranzkoan jokatzen du. Hori dela eta, esan dezakegu indar normala azalera batek objektu bat gorantz bultzatzen duen indarra dela grabitatearen aurka egiteko.

Kontzeptu hau hobeto ulertzeko, garrantzitsua da fisikan pisuaren kontzeptua ezagutzea. Objektu baten pisua grabitateak haren gainean eragiten duen indarra da. Objektuaren masa grabitatearen ondoriozko azelerazioaz biderkatuz kalkulatzen da. Lurrean, grabitatearen azelerazioa 9.8 m/s^2 da gutxi gorabehera. Beraz, objektu baten pisua honako formula hau erabiliz kalkula daiteke: Pisua = masa x azelerazioa grabitatearen ondorioz.

Orain, indar normala kalkulatzeko, hori hartu behar dugu kontuan Indar normala gainazalarekiko perpendikularra da beti eta grabitazio indarraren kontrako noranzkoan jokatzen du. Beraz, objektu bat gainazal lau eta horizontal batean geldirik badago, indar normala magnitude berdina izango da eta grabitate-indarraren norabidean kontrakoa izango da. Hala ere, objektua plano inklinatu batean badago, indar normala bi osagaitan deskonposatzen da: bata planoarekiko perpendikularra eta bestea planoarekiko paraleloa. Kasu honetan, beharrezkoa da trigonometria erabiltzea indar normalaren osagai bakoitzaren magnitudea kalkulatzeko.

11. Indar normalaren kalkulua azelerazio-egoeretan

Azelerazio-egoeretan indar normala kalkulatzeko, garrantzitsua da indar normalaren kontzeptua eta azelerazioarekin duen erlazioa ulertzea. Indar normala gainazal batek geldiunean edo higitzen ari den objektu bati eragiten dion indarra da, gainazalarekiko norabide perpendikular batean. Azelerazio egoeretan, indar normala alda daiteke indar gehigarrien presentziagatik.

Azelerazio egoeretan indar normala kalkulatzeko lehen urratsa objektuaren gainean eragiten duten indar guztiak identifikatzea da. Hauek izan daitezke grabitatea, marruskadura-indarra eta kanpoko beste edozein indar. Ondoren, objektuaren azelerazioa zehaztu behar da Newton-en bigarren legea erabiliz, zeinak dioen objektu bati aplikatzen zaizkion indar guztien batura bere masaren eta bere azelerazioaren biderkaduraren berdina dela.

Behin azelerazioa zehaztuta, F = ma formula erabil dezakegu, non F objektuari aplikatzen zaion indar garbia den eta m bere masa den. Kasu honetan, indar garbia objektuaren gainean eragiten duten indar guztien baturaz osatuta dago. Azkenik, indar garbia ezagututa, indar normala kalkula dezakegu N = mg – F formula erabiliz, non N indar normala den, m objektuaren masa, g grabitatearen azelerazioa eta F garbia. indarra .

12. Indar normalaren ariketa aurreratuak sistema dinamikoetan

Atal honetan, sistema dinamikoetan indar normala indartzeko ariketa aurreratu batzuk aurkeztuko ditugu. Ariketa hauek zure gaitasun fisikoak zalantzan jartzeko eta egoera dinamiko eta aldakorretan zure erresistentzia hobetzeko diseinatuta daude. Ziurtatu argibideak arretaz jarraitzen dituzula eta segurtasun neurriak kontuan hartu edozein ariketa egin aurretik.

1. Indar ariketa normala erresistentzia bandarekin: Ariketa honetarako, erresistentzia maila ezberdineko erresistentzia banda bat beharko duzu. Hasi banda gainazal egonkor batean eusten eta gero jarri bandaren mutur bakoitza zure eskuetan. Mantendu eskuak bularraren parean eta ukondoak apur bat tolestuta. Ondoren, egin besoen luzapen mugimenduak indar normala erabiltzeko. Errepikatu ariketa hau 10 eta 15 aldiz multzo bakoitzean.

2. Kettlebellekin indar normal ariketa: Kettlebells bikainak dira sistema dinamikoetan indar normala lantzeko. Hasi kettlebell bat bi eskuekin helduta, bularraren altueran. Ukondoak apur bat tolestuta, mugitu kettlebell gora eta behera mugimendu kontrolatu batean. Ziurtatu ariketan zehar jarrera egokia eta egonkortasuna mantentzea. Egin 10 eta 15 errepikapen multzo bakoitzean.

Eduki esklusiboa - Egin klik hemen  Nola egin kutxa bat

3. Indar ariketa normala barra paraleloetan: zure ariketa errutinan barra paraleloak erabiltzea oso onuragarria izan daiteke sistema dinamikoetan indar normala indartzeko. Urratu barra paraleloen artean eta eutsi irmoki helduta. Ondoren, altxa oinak lurretik eta mantendu gorputza horizontalean. Indarra hartzen duzun heinean, saiatu mugimendu konplexuagoak, hala nola hankak altxatzea edo gorputz-bihurketak. Egin ariketa hau 30 segundotan Minutu 1 serie bakoitzean.

Gogoratu ariketa hauek gida bat baino ez direla, eta garrantzitsua dela zure egoera fisikora egokitzea eta gainbegiratze profesionalak bilatzea lesio edo osasun arazoren bat izanez gero. Jarraitu indar ariketa normal hauek sistema dinamikoetan eta harritu egingo zara zure erresistentzia fisikoko emaitzekin!

13. Indar normala eta ekintzaren eta erreakzioaren legearekin duen erlazioa

La Indar normala Magnitude fisikoa da, zuzenean lotuta dagoena ekintzaren eta erreakzioaren legea. Lege honek ezartzen du ekintza bakoitzeko erreakzio berdina eta aurkakoa dela. Indar normalaren kasuan, gainazal batek harekin kontaktuan dagoen objektu bati egiten dion indarra da. Indar honek gainazalearekiko perpendikularki jokatzen du beti eta magnitude berekoa da baina objektuak gainazalean egiten duen indarraren kontrako norabidean.

Kalkulatzeko Indar normala, urrats batzuk jarraitu behar dira. Lehenik eta behin, gorputz askearen diagrama bat marraztu behar da objektuaren gainean eragiten duten indar guztiak erakutsiz. Ondoren, objektuarekin kontaktuan dagoen gainazala identifikatzen da eta gezi bat marrazten da indar normalaren norabidea adierazteko. Ondoren, objektuaren gainean eragiten duten indar bertikal guztiak batu eta zero berdin ezarri behar dira, objektua oreka bertikalean baitago. Honek indar normalaren balioa aurkitzeko aukera emango digu.

Kontuan izan behar da indar normala ez dela beti objektuaren gainean eragiten duen grabitazio-indarraren berdina. Objektua gainazal inklinatu batean dagoen kasuetan, indar normala grabitate-indarra baino txikiagoa izan daiteke, indar normalaren grabitate-indarraren osagai bertikala aurka egiten duelako. Bestalde, objektua gorantz inklinatutako plano batean badago, indar normala grabitazio-indarra baino handiagoa izan daiteke.

14. Fisikan indar normala kalkulatzeak duen garrantziari buruzko ondorioak

Ondorioz, indar normalaren kalkulua oinarrizko kontzeptua da fisikan, indarrak aplikatzen diren hainbat egoera ulertzeko eta aztertzeko aukera ematen duena. Indar normala, indar perpendikularra bezala ere ezagutzen dena, gainazal batek harekin kontaktuan dagoen objektu baten gainean egiten duen indarra bezala definitzen da. Haren kalkulua funtsezkoa da beste indar batzuen magnitudea zehazteko, hala nola marruskadura edo grabitate indarra.

Kontuan izan behar da indar normalak gainazalarekiko perpendikularki jokatzen duela beti, objektuak haren gainean egiten duen indarraren kontrako noranzkoan. Indar hori kalkulatzeko, gainazalaren inklinazio angelua kontuan hartu behar da eta higiduraren eta trigonometriaren legeak aplikatzea.

Indar normala kalkulatzeko, hainbat tresna eta metodo erabil daitezke, testuinguruaren eta egoera zehatzaren arabera. Adibidez, gainazala horizontala den kasuetan, indar normala objektuaren pisuaren berdina izango da. Hala ere, gainazala makurtuta dagoenean, inklinazio angelua kontuan hartu behar da indar normalaren balio zuzena lortzeko. Kasu hauek ebazteko gorputz askeko diagramak eta Pitagorasen teorema eta funtzio trigonometrikoak bezalako ekuazioak erabil daitezke.

Laburbilduz, "Indar normala: formulak, kalkulua eta ariketak" artikuluak fisikaren alorreko indar normalaren oinarrizko kontzeptuen azalpen zehatza aurkeztu du. Formulen eta adibide praktikoen bidez, indar horren kalkulua aztertu eta determinazioan parte hartzen duten faktore desberdinak aztertu dira.

Indar normalaren definizioa gainazal batek kontaktuan dagoen objektu bati eragiten dion indarraren osagai perpendikular gisa jorratu da, eta indar hori gainazalaren inklinazioaren eta beste alderdi fisiko garrantzitsu batzuen arabera nola aldatzen den azaldu da.

Gainera, agertoki ezberdinetan indar normala kalkulatzeko beharrezkoak diren formulen deskribapen zehatza egin da, hala nola gainazal laua, malda eta oreka estatikoan dauden objektuak. Formula hauek kontzeptu teorikoen ulermena eta aplikazioa errazten duten zenbakizko adibideen bidez testuinguruan jarri dira.

Era berean, irakurleari jasotako ezagutzak praktikan jartzeko aukera ematen dioten ariketa praktiko batzuk aurkeztu dira. Ariketa hauek desberdinak estaltzen dituzte zailtasun mailak eta egoeretan zentratu benetako bizitza, indar normalarekin lotutako kalkuluen ulermena eta menderatzea indartzeko aukera eskaintzen duena.

Amaitzeko, "Indar normala: formulak, kalkulua eta ariketak" artikuluak fisikako oinarrizko gai honen ikuspegi argi eta osoa eskaini die irakurleei. Aurkeztutako kontzeptu teorikoek, formulek eta ariketak ulertzeko eta aplikatzeko aukera ematen dute eraginkortasunez indar normala hainbat egoeratan.