Fórmula de la Fuerza Normal

En física existen varios tipos de fuerzas. Una de ellas es la fuerza normal. La fuerza normal se define como la fuerza que cualquier superficie ejerce sobre cualquier otro objeto. Si ese objeto está en reposo, entonces la fuerza neta que actúa sobre el objeto es igual a cero. Es un hecho que la fuerza hacia abajo, es decir, el peso, debe ser igual a la fuerza hacia arriba, es decir, la fuerza normal. En este artículo, discutiremos el concepto de fuerza normal y la fórmula de la fuerza normal con un ejemplo. Aprendamos los conceptos.

Fórmula de la fuerza normal

Fórmula de la fuerza normal

¿Qué es la fuerza normal?

La fuerza normal se define como la fuerza que cualquier superficie ejerce sobre cualquier otro objeto. Si ese objeto está en reposo, entonces la fuerza neta que actúa sobre el objeto es igual a cero. Es un hecho que la fuerza hacia abajo, es decir, el peso, debe ser igual a la fuerza hacia arriba, es decir, la fuerza normal.

Concepto de fuerza normal

La fuerza normal se define de forma exhaustiva como la componente de la fuerza vertical a cualquier superficie de contacto. También decide la cantidad de fuerza que el cuerpo aplica sobre el suelo.

La fuerza normal será equivalente al peso del objeto sólo si éste no está acelerando, es decir, decelerando. Cuando un objeto está a punto de caer, entonces dependerá de la posición en la que caiga el objeto en el suelo. Se denomina FN y se expresa en newton (N).

Ejemplos de fuerza normal

  • Cuando una hembra está de pie sobre una superficie plana, está sometida a una fuerza perpendicular. Una Fuerza Normal se define como una fuerza que actúa perpendicularmente a una hembra.
  • Cuando se pone un libro sobre una mesa, está sometido a una fuerza perpendicular. Una Fuerza Normal se define como una fuerza que actúa perpendicularmente a la superficie de un libro.

¿Cómo «saben» las superficies inanimadas que deben ejercer una fuerza normal?

La mayoría de la gente entiende que, al sostener una bolsa de comida para perros, una persona debe aplicar una fuerza ascendente con sus manos.

Sin embargo, a algunas personas les resulta difícil aceptar que un objeto inanimado, como una mesa, pueda ejercer una fuerza normal hacia arriba sobre una bolsa de comida para perros. Algunas personas creen que la mesa sólo «estorba» para que la comida del perro baje, en lugar de ejercer una fuerza ascendente. En cambio, las leyes de Newton no funcionan así. La comida del perro tendría que ir a toda velocidad cuesta abajo si simplemente hubiera una fuerza de gravedad hacia abajo actuando sobre ella. Se requiere algo más que «entrar en el juego» de la mesa.

La fórmula de la fuerza normal:

  • Para un cuerpo que descansa sobre una superficie plana dada, la fuerza normal FN es igual al peso,

FN=mg

  • Si una fuerza actúa sobre un cuerpo que cae con un ángulo de \Theta, la fuerza normal es mayor que el peso calculado como,

FN=mg+Fsinθ

  • Si una fuerza actúa sobre el cuerpo en dirección ascendente, entonces la fuerza normal es menor que su peso y viene dada por,

FN=mg-Fsinθ

  • Para el cuerpo situado en un plano inclinado con un ángulo θ la fuerza normal FN viene dada por,

FN=mgcosθ

Ejercicios resueltos de la fórmula de la fuerza normal

Ejemplo 1 El cuerpo cae hacia abajo con una fuerza de 300 N. Si la masa del objeto es de 20 kg con un ángulo de 30°. Entonces calcule la fuerza normal que se aplica al cuerpo.

Solución

Los parámetros conocidos son:

  • Masa, m = 20 kg,
  • Fuerza, F = 300 N,
  • Ángulo θ=30°
  • Sin 30°=1/2

La fórmula de la fuerza normal se articula como

  • FN=mg+Fsinθ
  • FN=20×9,8+300×sin30
  • FN=196+150
  • FN=246N.

Por lo tanto, la fuerza normal que se aplica al cuerpo es de 246 N.

Ejemplo 2 Un libro de 2 kg de masa está en el suelo. Calcule la fuerza normal que se aplica al libro.

Solución:

Valores conocidos:

  • m = 2 kg,
  • g = 9.8ms-2

La fuerza normal se calcula como

  • FN=mg

Sustituyendo los valores, obtenemos

  • FN=2×9,8
  • FN=19,6N

Por lo tanto, la fuerza normal que se aplica al libro es de 19,6 N.

Preguntas frecuentes sobre las ecuaciones del movimiento

¿De qué fuerza surge la fuerza normal?

La fuerza electromagnética genera la fuerza normal; precisamente, los electrones del libro empujan contra los electrones de la mesa.