physics

Normal force and contact force


静止
等速度運動

  • 2つのブロックは地球上においてともに\(5kg\)

  • 右のブロックは等速度\(5m/s\)で移動している(摩擦や抵抗は無視する)

    左のブロックは、静止している。等速度\(0m/s\)で動いてるといえる

  • 地球表面近くで、地球がブロックを引く力(重量加速度)は \(\,\vec{g}=9.8m/s^2 \)なので

    ピンクの力は\(\,\vec{F}=9.8m/s^2\cdot 5kg=49N\)

  • ニュートンの第3法則の通り、ピンクの力と同じ大きさで反対方向の力(緑色の力)が発生する

    接触面に垂直な力、これを垂直効力(normal force) という

    \(\vec{F_{N}}=49N\)

    また、ブロックの面と、地表面が接触したときに働く力であることから、接触力(contact force)ともいう


Normal force in an elevator

$$重力加速度は\,\vec{g}=-9.8m/s^2$$ $$人の質量は、地表面近くで\,10kg$$ $$\vec{F_{g}}=-98N \jmath(垂直方向の移動)$$

静止している
$$\vec{V}=0m/s$$ $$\vec{a}=0m/s^2$$ $$\vec{F_{N}}=98N \cdot \jmath$$
加速して上昇
$$$$ $$\vec{a}=2m/s^2 \cdot \jmath$$ $$\vec{F_{net}}=10kg*2m/s^2 \cdot \jmath$$ $$\vec{F_{N}}=118N \cdot \jmath$$
等速で下降する
$$\vec{V}=-2m/s^2 \cdot \jmath$$ $$\vec{a}=0m/s^2$$ $$\vec{F_{N}}=98N \cdot \jmath$$
加速して下降している
$$$$ $$\vec{a}=-2m/s^2 \cdot \jmath$$ $$\vec{F_{net}}=10kg*(-2m/s^2) \cdot \jmath$$ $$\vec{F_{N}}=78N \cdot \jmath$$