Concepto de Fuerza Normal

Piensa en un objeto sobre una mesa completamente horizontal. Si sobre dicho cuerpo está actuando una fuerza equivalente a su peso, ¿por qué no comienza a moverse hacia abajo, tal y como establece la 2ª ley de Newton o Principio Fundamental?.

Esto es debido a que si cualquier objeto situado sobre una superficie empuja a la superficie hacia abajo con una fuerza equivalente a su peso, a su vez la superficie empuja al objeto hacia arriba con una fuerza de mismo módulo, dirección y sentido contrario, tal y como establece la 3ª ley de newton o Principio de Acción Reacción. Esta fuerza de reacción, que se representa con la letra $\overrightarrow{N}$, recibe el nombre de fuerza normal, porque siempre es perpendicular a la superficie.

Para calcular el módulo de la fuerza normal, debemos estudiar 2 casos:

• El cuerpo se encuentra sobre una supercie horizontal.
• El cuerpo se encuentra sobre una superficie inclinada.

Fuerza normal de un cuerpo sobre una superficie horizontal.

En este caso el módulo de la fuerza normal es quivalente al módulo del peso. Por lo tanto:

$$N=P=m·g$$

Fuerza normal de un cuerpo sobre una superficie inclinada.

En el caso de que el objeto se encuentre en una superficie inclinada que forma un ángulo α con la horizontal, el peso del cuerpo no se aplica completamente sobre la superficie. Si observas la figura, el efecto del peso se puede descomponer en una fuerza paralela al plano ($\overrightarrow{P_x}$) y otra perpendicular ($\overrightarrow{P_y}$). $\overrightarrow{P_x}$ es la encargada de empujar el cuerpo pendiente abajo y $\overrightarrow{P_y}$ de empujar a la superficie. Dado que la fuerza normal es la reacción a la fuerza que se ejerce sobre la superficie, el módulo y dirección de $\overrightarrow{\text{msub}}$ será igual que $\overrightarrow{P_y}$. Aplicando la descomposición de fuerzas estudiada en el tema anterior, podemos calcular que:

$$\begin{gathered} P_x=P·\sin \left(\alpha \right) \\ {P}_y=P·\cos \left(\alpha \right) \end{gathered}$$

Por tanto, el módulo de la fuerza normal se calcula de la siguiente forma:

$$N=P_y=P·\cos \left(\alpha \right)$$