Die Normalkraft finden

Die Normalkraft ist die Kraft die nötig ist, um allen anderen Kräften in einem gegebenen Szenario entgegenzuwirken. Der beste Weg, um diese zu finden, hängt von den Umständen des Szenarios und von den Variablen ab, die du gegeben hast. Lies weiter, um mehr darüber zu erfahren.

Methode 1

Methode 1 von 5:

Die Normalkraft im Ruhezustand

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Verstehe, auf was sich die „Normalkraft“ bezieht. Die Normalkraft bezieht sich auf die Kraftmenge die nötig ist, um der Schwerkraft entgegenzuwirken.
- Stelle dir einen Block auf einem Tisch vor. Die Erdanziehungskraft zieht den Block in Richtung Erde, aber eindeutig gibt es auch eine Kraft, die den Block davon abhält durch den Tisch zu brechen und die Reise bis zum Boden zu bewerkstelligen. Die Kraft die dafür verantwortlich ist, dass der Block trotz der Schwerkraft auf dem Tisch liegen bleibt, ist die „Normalkraft“.
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Kenne die Gleichung für die Normalkraft bei einem Objekt in Ruhe. Wenn du die Normalkraft eines Objektes berechnen willst, das auf einer flachen Oberfläche liegt und in Ruhe ist, benutze die Formel: N = m * g^{[1]XForschungsquelle}
- In dieser Gleichung steht N für die Normalkraft, m für die Masse des Objekts und g für die Erdbeschleunigung.
- Bei einem Objekt auf einer flachen Oberfläche, ohne von außen einwirkende Kräfte, ist die Normalkraft gleich des Gewichts des Objekts. Damit das Objekt in Ruhe bleibt, muss die Normalkraft gleich der Kraft sein, die die Erdanziehungskraft auf das Objekt ausübt. Die Kraft die die Erdanziehungskraft auf das Objekt ausübt, ist das Gewicht des Objekts oder seine Masse multipliziert mit der Erdbeschleunigung.
- Beispiel: Finde die Normalkraft eines Blocks mit der Masse 4,2 g.
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Multipliziere die Masse des Objekts mit der Erdbeschleunigung. Das gibt dir das Gewicht des Objekts, welches schlussendlich auch der Normalkraft des Objekts im Ruhezustand ist.
- Anmerkung: die Erdbeschleunigung auf der Erdoberfläche ist konstant: g = 9,8 m/s^2^{[2]XForschungsquelle}
- Beispiel: Gewicht = m * g = 4,2 * 9,8 = 41,16
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Schreibe deine Antwort auf. Der vorherige Schritt löst das Problem und gibt dir die Antwort.
- Beispiel: Die Normalkraft beträgt 41,16 N.
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Methode 2

Methode 2 von 5:

Die Normalkraft bei einer Steigung

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Verwende die richtige Gleichung. Um die Normalkraft eines Objektes mit einem Winkel zu berechnen, benötigst du die Formel: N = m * g * cos(x)'^{[3]XForschungsquelle}
- In dieser Gleichung steht N für die Normalkraft, m für die Masse des Objekts,g für die Erdbeschleunigung und x ist der Winkel der Steigung.
- Beispiel: Finde die Normalkraft eines Blocks mit der Masse 4,2g. Der Block liegt auf einem Anstieg von 45 Grad.
2
Finde den Cosinus des Winkels. Der Cosinus eines Winkels entspricht dem Sinus des Komplementärwinkels oder der Ankathete des Winkels, geteilt durch die Hypotenuse, wenn man aus der Steigung ein Dreieck bildet.^{[4]XForschungsquelle}
- Dieser Wert wird meistens mit einem Taschenrechner bestimmt, da ein Cosinus eines Winkels konstant für diesen Winkel ist, aber du kannst ihn auch per Hand berechnen.
- Beispiel: cos(45) = 0,71
3
Finde das Gewicht des Objekts. Das Gewicht eines Objekts entspricht der Masse des Objekts, multipliziert mit der Erdbeschleunigung.
- Anmerkung: die Erdbeschleunigung auf der Erdoberfläche ist konstant: g = 9,8 m/s^2
- Beispiel: Gewicht = m * g = 4,2 * 9,8 = 41,16
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Multipliziere die beiden Werte zusammen. Um die Normalkraft zu finden, musst du das Gewicht des Objekts mit dem Cosinus des Winkels der Steigung multiplizieren.
- Beispiel: N = m * g * cos(x) = 41,16 * 0,71 = 29,1
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Schreibe deine Antwort auf. Der vorherige Schritt löst das Problem und gibt dir die Antwort.
- Anmerkung: Für ein Objekt auf einer Steigung, sollte die Normalkraft kleiner sein, als das Gewicht des Objekts.
- Beispiel: Die Normalkraft beträgt 29,1 N.
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Methode 3

Methode 3 von 5:

Normalkraft mit einer externen Abwärtskraft

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Verwende die richtige Gleichung. Um die Normalkraft eines Objektes in Ruhezustand zu berechnen, auf das eine abwärtsgerichtete Kraft wirkt, verwende folgende Gleichung:N = m * g + F * sin(x)'
- In dieser Gleichung steht N für die Normalkraft, m für die Masse des Objekts,g für die Erdbeschleunigung, F für die äußere Kraft und x ist der Winkel zwischen dem Objekt und der Richtung der äußeren Kraft.
- Beispiel: Finde die Normalkraft eines Blocks mit der Masse 4,2 g. Eine Person drückt mit 20,9 N in einem 30 Grad Winkel auf den Block.
2
Finde das Gewicht des Objekts. Das Gewicht des Objekts entspricht der Masse des Objekts, multipliziert mit der Erdbeschleunigung.
- Anmerkung: die Erdbeschleunigung auf der Erdoberfläche ist konstant: g = 9,8 m/s^2
- Beispiel: Gewicht = m * g = 4,2 * 9,8 = 41,16
3
Finde den Sinus des Winkels. Der Sinus eines Winkels wird berechnet, indem man die Gegenkathete des Winkels durch die Hypotenuse teilt.
- Beispiel: sin(30) = 0,5
4
Multipliziere den Sinus mit der äußeren Kraft. Die äußere Kraft entspricht in diesem Fall einer Kraft, die das Objekt nach unten drückt.
- Beispiel: 0,5 * 20,9 = 10,45
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Addiere diesen Wert zu dem Gewicht. Dadurch bekommst du die wirkende Normalkraft.
- Beispiel: 10,45 + 41,16 = 51,61
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Schreibe deine Antwort auf. Anmerkung: Die Normalkraft eines Objekts, das von eine äußeren, nach unten gerichteten, Kraft beeinflusst wird, ist größere als das Gewicht des Objekts.
- Beispiel: Die Normalkraft beträgt 51,61 N.
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Methode 4

Methode 4 von 5:

Normalkraft mit einer externen Aufwärtskraft

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1
Verwende die richtige Gleichung. Um die Normalkraft eines Objektes in Ruhezustand zu berechnen, auf das eine aufwärtsgerichtete Kraft wirkt, verwende folgende Gleichung:N = m * g - F * sin(x)'
- In dieser Gleichung steht N für die Normalkraft, m für die Masse des Objekts,g für die Erdbeschleunigung, F für die äußere Kraft und x ist der Winkel zwischen dem Objekt und der Richtung der äußeren Kraft.
- Beispiel: Finde die Normalkraft eines Blocks mit der Masse 4,2 g. Eine Person zieht mit 20,9 N in einem 50 Grad Winkel an dem Block.
2
Finde das Gewicht des Objekts. Das Gewicht des Objekts entspricht der Masse des Objekts, multipliziert mit der Erdbeschleunigung.
- Anmerkung: die Erdbeschleunigung auf der Erdoberfläche ist konstant: g = 9,8 m/s^2
- Beispiel: Gewicht = m * g = 4,2 * 9,8 = 41,16
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Finde den Sinus des Winkels. Der Sinus eines Winkels wird berechnet, indem man die Gegenkathete des Winkels durch die Hypotenuse teilt.
- Beispiel: sin(50) = 0,77
4
Multipliziere den Sinus mit der äußeren Kraft. Die äußere Kraft entspricht in diesem Fall einer Kraft, die das Objekt nach oben zieht.
- Beispiel: 0,77 * 20,9 = 16,01
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Subtrahiere diesen Wert von dem Gewicht. Dadurch bekommst du die wirkende Normalkraft.
- Beispiel: 41,16 – 16,01 = 25,15
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Schreibe deine Antwort auf. Anmerkung: Die Normalkraft eines Objekts, dass von eine äußeren, nach oben gerichteten, Kraft beeinflusst wird, ist kleiner als das Gewicht des Objekts.
- Beispiel: Die Normalkraft beträgt 25,15 N.
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Methode 5

Methode 5 von 5:

Normalkraft und Reibung

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Kenne die grundlegende Gleichung für kinetische Reibung. Kinetische Reibung, oder die Reibung eines sich bewegenden Objekts, entspricht dem Koeffizienten von Reibung multipliziert mit der Normalkraft des Objekts. In Form einer Gleichung sähe das so aus: R = μ * N.
- In dieser Gleichung steht R für die Reibung, μ für den Reibungskoeffizienten und N für die Normalkraft des Objekts.
- Ein „Reibungskoeffizient“ ist das Verhältnis zwischen Reibungswiderstand und Normalkraft, welches verantwortlich ist für die Anpressung zweier Oberflächen.
2
Stelle die Gleichung so um, dass die Normalkraft isoliert steht. Wenn du den Wert der kinetischen Reibung eines Objektes gegeben hast, genauso wie den Reibungskoeffizient, kannst du die Normalkraft berechnen, indem du die Formel: N = R / μ verwendest.
- Beide Seiten der Ausgangsgleichung wurden durch μ geteilt, wodurch die Normalkraft auf einer Seite isoliert wird, mit dem Reibungskoeffizient und der Reibung auf der anderen Seite.
- Beispiel: Finde die Normalkraft eines Blocks, wenn der Reibungskoeffizient 0,4 beträgt und die Reibung 40 N entspricht.
3
Teile die Reibung durch den Reibungskoeffizient. Das ist eigentlich alles was du tun musst, um die Normalkraft zu finden.
- Beispiel: N = R / μ = 40 / 0,4 = 100
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Schreibe deine Antwort auf. Falls gewünscht, kannst du deine Antwort überprüfen, indem du sie in die Originalgleichung für kinetische Reibung einsetzt. Ansonsten hast du deine Aufgabe erledigt.
- Beispiel: Die Normalkraft beträgt 100,0 N.
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