Co to jest siła normalna?

Normalna siła odpowiada za fizyczne utrzymanie dwóch obiektów w przestrzeni. Bez niego obiekty stałe łączyłyby się ze sobą bez żadnego oporu. Jest to zasadniczo spowodowane przez siły elektryczne wielu atomów odpychających się nawzajem. Przedmioty zwykle stykają się albo przez siłę grawitacji, albo przez zderzenie. Siła normalna jest ważnym pojęciem w klasycznej mechanice obliczania tarcia między obiektami stałymi.

Powszechnie mówi się, że istnieją cztery podstawowe siły natury: grawitacyjne, elektromagnetyczne, słabe jądro i silne jądro. Siła normalna jest w rzeczywistości zbiorem sił elektromagnetycznych. Na poziomie atomowym dwa obiekty są odporne na rozbicie, ponieważ elektrony jednego obiektu są odporne na elektrony drugiego. Elektrony mają ładunek ujemny, więc dwa elektrony będą miały tendencję do odpychania się, gdy będą w pobliżu. Gdy wiele atomów zachowuje się w ten sposób wspólnie, wynikiem jest normalna siła.

Siła ta jest zawsze skierowana prostopadle do powierzchni, która ją powoduje. Kiedy samochód stoi na płaskim podłożu, normalna siła jest pionowa i dokładnie znosi siłę grawitacji. Dlatego samochód na poziomym podłożu nie przyspieszy ani w górę, ani w dół. Jednak normalna siła wywierana na samochód zjeżdżający ze wzgórza tworzy kąt prosty z drogą - mimo że siła grawitacji jest nadal skierowana pionowo. Ponieważ siły te nie będą już dokładnie znosić, samochód przyspieszy z górki, nawet jeśli nie zostanie użyty gaz.

Inną możliwą sytuacją związaną z siłą jest zderzenie dwóch obiektów. Kiedy tak się dzieje, to nie grawitacja, ale pęd odpowiada za normalną siłę. Pierwsze prawo Newtona głosi, że poruszające się obiekty pozostaną w ruchu, chyba że działają na nie siły zewnętrzne. Tak więc zderzające się obiekty muszą wywierać na siebie siły, aby mogły zmieniać prędkości. W rzeczywistości to właśnie robią - normalne siły, które wywierają na siebie, są wystarczające, aby posłać je z końcową prędkością.

W mechanice klasycznej siła normalna jest ważna dla określenia tarcia statycznego i kinetycznego. Odnoszą się one do tarcia między ciałami stałymi, takimi jak pudełko przesuwające się po podłodze. Ten rodzaj tarcia jest proporcjonalny do normalnych sił - co oznacza, że ​​podwojenie normalnej siły podwoi siłę tarcia. W codziennych przypadkach ciężar obiektu odpowiada za jego normalną siłę. Dlatego trudniej jest pchać ciężkie pudło niż lżejsze.