De normaalkracht berekenen

De normaalkracht is de hoeveelheid kracht die nodig is om andere krachten in een bepaalde situatie tegen te gaan. De beste manier om dit te bepalen hangt af van de omstandigheden waarin een object verkeert en de variabelen waarvan je de gegevens hebt. Blijf lezen om meer te leren.

Methode 1

Methode 1 van 5:

Normaalkracht in rust

Pdf downloaden

1
Begrijpen waarnaar de normaalkracht verwijst. Normaalkracht verwijst naar de hoeveelheid kracht die nodig is om de zwaartekracht tegen te gaan.
- Stel je een blok voor dat op een tafel ligt. De kracht van de zwaartekracht trekt het blok naar de aarde, maar er is overduidelijk een kracht die voorkomt dat het blok door de tabel ramt en op de grond terechtkomt. De kracht die verantwoordelijk is voor het opheffen van de zwaartekracht is de normaalkracht.
2
Ken de vergelijking voor de normaalkracht van een object in rust. Gebruik bij de berekening van de normaalkracht van een object in rust op een vlakke ondergrond de formule: N = m * g^[1]XBron
- In deze vergelijking verwijst N naar de normaalkracht, m verwijst naar de massa van het object en g naar de zwaartekrachtversnelling.
- Voor een object op een vlakke ondergrond zonder extern werkende krachten, is de normaalkracht gelijk aan het gewicht van het object. Om het object in rust te houden zal de normaalkracht gelijk moeten zijn aan de zwaartekracht op het object. De zwaartekracht is het gewicht van het object of ook de massa maal de zwaartekrachtversnelling.
- Voorbeeld: Bepaal de normaalkracht van een blok met een massa van 4.2 kg.
3
Vermenigvuldig de massa van het object met de zwaartekrachtversnelling. Hiermee weet je het gewicht van het object, welke uiteindelijk gelijk is aan de normaalkracht van het object in rust.
- Merk op dat de gravitatieversnelling op het aardoppervlak een constante is: g = 9.8 m/s2^[2]XBron
- Voorbeeld: gewicht = m * g = 4.2 * 9.8 = 41.16
4
Noteer je antwoord. De vorige stap zou het hele probleem moeten hebben opgelost, waardoor je nu het antwoord hebt gekregen.
- Voorbeeld: De normaalkracht is 41.16 N.
Advertentie

Methode 2

Methode 2 van 5:

Normaalkracht op een helling

Pdf downloaden

1
Gebruik de juiste vergelijking. Voor het bepalen van de normaalkracht van een object in een hoek, heb je de volgende formule nodig: N = m * g * cos(x)^[3]XBron
- In deze vergelijking verwijst N naar de normaalkracht, m verwijst naar de massa van het object, g verwijst naar de zwaartekrachtversnelling, en x verwijst naar de hoek of helling.
- Voorbeeld: Bepaal de normaalkracht van een blok met een massa van 4.2 kg, welke zich bevindt op een plank met een helling van 45 graden.
2
Bepaal de cosinus van de hoek. De cosinus van een hoek is gelijk aan de sinus van de complementaire hoek of de aanliggende zijde gedeeld door de hypotenusa van de driehoek gevormd door de helling.^[4]XBron
- Deze waarde wordt vaak berekend met een rekenmachine, omdat de cosinus van elke hoek constant is voor die hoek, maar je kunt het ook met de hand berekenen.
- Voorbeeld: cos (45) = 0.71
3
Bepaal het gewicht van het object. Het gewicht van een object is gelijk aan de massa van dat object vermenigvuldigd met de zwaartekrachtversnelling.
- Merk op dat de gravitatieversnelling op het aardoppervlak een constante is: g = 9.8 m/s2
- Voorbeeld: gewicht = m * g = 4.2 * 9.8 = 41.16
4
Vermenigvuldig beide waarden met elkaar. Om de normaalkracht te kunnen bepalen zal je het gewicht van het object met de cosinus van de hellingshoek moeten vermenigvuldigen.
- Voorbeeld: N = m * g * cos(x) = 41.16 * 0.71 = 29.1
5
Noteer je antwoord. De vorige stap completeert de opgave en geeft je het antwoord.
- Merk op dat een object op een helling een normaalkracht heeft die minder is dan het gewicht van het object.
- Voorbeeld: De normaalkracht is 29.1 N.
Advertentie

Methode 3

Methode 3 van 5:

Normaalkracht met een externe benedenwaartse kracht

Pdf downloaden

1
Gebruik de juiste vergelijking. Om de normaalkracht van een object in rust te berekenen, waarbij er een externe naar beneden gerichte kracht wordt uitgeoefend op dat object, gebruik dan de vergelijking: N = m * g + F * sin(x)'
- N verwijst naar de normaalkracht, m verwijst naar de massa van het object, g verwijst naar de zwaartekrachtversnelling, F verwijst naar de externe kracht, en x verwijst naar de hoek tussen het object en de richting van de externe kracht.
- Voorbeeld: Bepaal de normaalkracht van een blok met een massa van 4.2 kg, waarbij een persoon een naar beneden gerichte kracht van 20.9 N uitoefent op het blok in een hoek van 30 graden.
2
Bepaal het gewicht van het object. Het gewicht van een object is gelijk aan de massa van het object vermenigvuldigd met de zwaartekrachtversnelling.
- Merk op dat de gravitatieversnelling op het aardoppervlak constant is: g = 9.8 m/s2
- Voorbeeld: gewicht = m * g = 4.2 * 9.8 = 41.16
3
Bepaal de sinus van de hoek. De sinus van een hoek bereken je door het delen van de lengte van zijde van de driehoek tegenover de hoek door de hypotenusa van de driehoek.
- Voorbeeld: sin(30) = 0.5
4
Vermenigvuldig de sinus met de externe kracht. De externe kracht verwijst in dit geval naar de benedenwaartse kracht op het object.
- Voorbeeld: 0.5 * 20.9 = 10.45
5
Tel deze waarde op bij het gewicht. Dit geeft je de normaalkracht.
- Voorbeeld: 10.45 + 41.16 = 51.61
6
Noteer je antwoord. Merk op dat bij een object in rust, waarbij er een externe, benedenwaarts gerichte kracht wordt uitgeoefend op het object, de normaalkracht groter zal zijn dan het gewicht van het object.
- Voorbeeld: De normaalkracht is 51.61 N.
Advertentie

Methode 4

Methode 4 van 5:

Normaalkracht met een externe opwaarts gerichte kracht

Pdf downloaden

1
Gebruik de juiste vergelijking. Om de normaalkracht van een object in rust te berekenen, waarbij er een externe, opwaarts gerichte kracht wordt uitgeoefend op dat object, gebruik je de vergelijking: N = m * g - F * sin(x)'
- N verwijst naar de normaalkracht, m verwijst naar de massa het object, g verwijst naar de zwaartekrachtversnelling, F verwijst naar de externe kracht en x verwijst naar de hoek tussen het object en de richting van de externe kracht.
- Voorbeeld: Bepaal de normaalkracht van een blok met een massa of 4.2 kg, waarbij een persoon het blok optilt in een hoek van 50 graden en met een kracht van 20.9 N.
2
Bepaal het gewicht van het object. Het gewicht van een object is gelijk aan de massa van het object vermenigvuldig met de zwaartekrachtversnelling.
- Merk op dat de gravitatieversnelling op het aardoppervlak een constante is: g = 9.8 m/s2
- Voorbeeld: gewicht = m * g = 4.2 * 9.8 = 41.16
3
Bepaal de sinus van de hoek. De sinus van een hoek bereken je door het delen van de lengte van zijde van de driehoek tegenover de hoek door de hypotenusa van de driehoek.
- Voorbeeld: sin(50) = 0.77
4
Vermenigvuldig de sinus met de externe kracht. De externe kracht verwijst naar de opwaartse kracht die wordt uitgeoefend op het object, in dit geval.
- Voorbeeld: 0.77 * 20.9 = 16.01
5
Trek deze waarde af van het gewicht. Hiermee heb je de normaalkracht gevonden die aan het werk is.
- Voorbeeld: 41.16 – 16.01 = 25.15
6
Schrijf je antwoord op. Merk op dat bij een object in rust, waarbij er een externe, opwaarts gerichte kracht wordt uitgeoefend op het object, de normaalkracht kleiner zal zijn dan het gewicht van het object.
- Voorbeeld: De normaalkracht is 25.15 N.
Advertentie

Methode 5

Methode 5 van 5:

Normaalkracht en wrijving

Pdf downloaden

1
Leer de standaardvergelijking voor kinetische wrijving. Kinetische wrijving, of de wrijving op een object in beweging, is gelijk aan de wrijvingscoëfficiënt vermenigvuldigd met de normaalkracht van een object. In een vergelijking ziet dit er zo uit: f = μ * N
- In deze vergelijking staat de f voor wrijving, de μ refereert aan de wrijvingscoëfficiënt, en N refereert aan de normaalkracht van het object.
- De "wrijvingscoëfficiënt" is de verhouding tussen de wrijvingsweerstand en de normaalkracht, die verantwoordelijk is voor het samendrukken van de twee tegengestelde oppervlakken.
2
Rangschik de vergelijking opnieuw om de normaalkracht te isoleren. Heb je een waarde voor de kinetische wrijving van een object, naast de wrijvingscoëfficiënt van het object, dan kun je de normaalkracht uitrekenen door het gebruiken van de formule: N = f / μ
- Beide zijden van de oorspronkelijke vergelijking werden gedeeld door μ, waardoor de normaalkracht aan een kant van de vergelijking werd gebracht en de wrijvingscoëfficiënt en kinetische wrijving aan de andere kant.
- Voorbeeld: Bepaal de normaalkracht van een blok wanneer de wrijvingscoëfficiënt 0.4 is en de mate van kinetische frictie zelf 40 N.
3
Deel de kinetische wrijving door de wrijvingscoëfficiënt. Dit is in wezen alles wat je hoeft te doen om de normaalkracht te bepalen.
- Voorbeeld: N = f / μ = 40 / 0.4 = 100
4
Schrijf je antwoord op. Indien gewenst, kun je je antwoord controleren door dit in te voeren in de oorspronkelijke vergelijking voor kinetische wrijving. Anders heb je nu het probleem opgelost.
- Voorbeeld: De normaalkracht is 100.0 N.
Advertentie