Fuerza Normal o Perpendicular

Objetivos:

Terminada la lección podrás:

• Definir el concepto de fuerza normal.
• Enumerar ejemplos en los que se demuestra la fuerza normal.

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Es una fuerza de contacto

La fuerza normal es un tipo de fuerza de contacto ejercida por una superficie sobre un objeto.  Esta actúa perpendicular y hacia afuera de la superficie.

Fuerzas sobre un objeto

Supongamos que un bloque de masa m o los libros de la imagen de la derecha.  Están en reposo sobre una superficie horizontal como se muestra en la figura, las únicas fuerzas que actuán sobre él son su peso y la fuerza de contacto de la superficie. La fuerza ejercida por la superficie soporta el bloque, manteniéndolo en reposo.

La figura muestra en la ecuación la equivalencia en magnitud sin considerar la dirección.

Ecuación

Como la aceleración del bloque es cero, esto significa que la fuerza de contacto es la fuerza normal N, porque tiene dirección perpendicular, o normal, a la superficie, así en la figura:

N = – W = m g  

Una fuerza con magnitud y sentido

La fuerza normal, la reacción del plano o fuerza que ejerce el plano sobre el bloque depende del peso del bloque, la inclinación del plano y de otras fuerzas que se ejerzan sobre el bloque. La fuerza normal  (F_N o N) se define como la fuerza de igual magnitud y dirección, pero diferente sentido, que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre la misma.

Principio de acción y reacción

Cuando un cuerpo está apoyado sobre una superficie, ejerce una fuerza sobre ella cuya dirección es perpendicular a la superficie. De acuerdo con La tercera ley de Newton: Principio de acción y reacción, la superficie debe ejercer sobre el cuerpo una fuerza de la misma magnitud y dirección, pero de sentido contrario. Las fuerzas debido al contacto son siempre perpendiculares (o normales) a la superficie de contacto.

El peso del objeto

En general, la magnitud de la fuerza normal es la proyección del peso del cuerpo, es decir, el objeto sobre la superficie, de esta manera, el vector de la fuerza normal se encuentra multiplicando la masa por g, la gravedad, de manera que:

F_N = -mg

NO es un par de acción y reacción

La fuerza normal no es un par de reacción del peso, sino una reacción de la superficie a la fuerza que un cuerpo ejerce sobre ella.

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Presentación

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Enlaces externos para explorar

• Conceptos de Física: Hyperphysics
• Libros:
  • Física Moderna de Paul A. Tipler
  • Física Moderna – Raymond A. Serway
• NASA: Science Explorer Poster Series
• Simulaciones: PhET
• Tutorial de Física en Inglés: Physics Classroom
• Wikipedia en Español: Wikipedia

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Simulación

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Vídeo

Movimiento

Fuerzas

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