Cos'è la forza normale?
La forza normale è responsabile per mantenere due oggetti fisicamente separati nello spazio. Senza di essa, gli oggetti solidi si fonderebbero senza alcuna resistenza. È fondamentalmente causato dalle forze elettriche di molti atomi che si respingono. Gli oggetti vengono in genere messi in contatto dalla forza gravitazionale o dalla collisione. La forza normale è un concetto importante nella meccanica classica per il calcolo dell'attrito tra oggetti solidi.
Si dice comunemente che ci sono quattro forze fondamentali della natura: le forze nucleari gravitazionali, elettromagnetiche, deboli e forti. La forza normale è in realtà una raccolta di forze elettromagnetiche. A livello atomico, due oggetti resistono al fracasso perché gli elettroni di un oggetto resistono a quelli dell'altro. Gli elettroni hanno una carica negativa, quindi due elettroni tenderanno a respingersi quando sono vicini. Quando molti atomi si comportano in questo modo collettivamente, il risultato è la forza normale.
Questa forza è sempre diretta perpendicolarmente alla superficie che la provoca. Quando un'auto si trova su un terreno pianeggiante, la forza normale è verticale e annullerà esattamente la forza gravitazionale. Questo è il motivo per cui un'auto su una superficie piana non accelera né verso l'alto né verso il basso. La forza normale su un'auto che scende da una collina, tuttavia, forma un angolo retto con la strada, anche se la forza gravitazionale è ancora diretta verticalmente. Poiché queste forze non si annulleranno più esattamente, un'auto accelera in discesa anche se non viene utilizzato gas.
Un'altra possibile situazione che coinvolge la forza è quando due oggetti si scontrano. Quando ciò accade, non è la gravità, ma lo slancio che è responsabile della forza normale. La prima legge di Newton afferma che gli oggetti in movimento rimarranno in movimento a meno che non vengano agiti da una forza esterna. Quindi gli oggetti in collisione devono esercitare forze l'uno sull'altro per poter cambiare velocità. In realtà, questo è esattamente ciò che fanno: le normali forze che esercitano l'una sull'altra sono appena sufficienti a farle muovere con le loro velocità finali.
Nella meccanica classica, la forza normale è importante per determinare l'attrito statico e cinetico. Questi si riferiscono all'attrito tra oggetti solidi, come una scatola che scorre sul pavimento. Questo tipo di attrito è proporzionale alle forze normali, il che significa che il raddoppio della forza normale raddoppierà la forza di attrito. Nei casi quotidiani, il peso di un oggetto è ciò che è responsabile della sua forza normale. Ecco perché è più difficile spingere una scatola pesante che una più leggera.