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 N, recibe el nombre de fuerza normal, porque siempre es perpendicular a la superficie.

Superficie Horizontal: En este caso, la fuerza que actúa sobre la superficie coincide con todo el peso del libro. Por tanto, el módulo y dirección de la fuerza normal y el peso son iguales. Su dirección opuesta. Superficie Inclinada: En este tipo de superficies, el peso se descompone ne 2 fuerzas. Una que empuja a la superficie Py y otra que tira del libro pendiente abajo Px. El módulo y dirección de la fuerza normal es igual a Py, aunque de sentido contrario.

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 (Px) y otra perpendicular (Py). Px es la encargada de empujar el cuerpo pendiente abajo y Py 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 N será igual que Py. Aplicando la descomposición de fuerzas estudiada en el tema anterior, podemos calcular que:

Px=P·sinαPy=P·cosα

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

N=Py=P·cosα

Y ahora... ¡Ponte a prueba!

Ficha de ejercicios resueltos

Aquí puedes poner a prueba lo que has aprendido en este apartado.

Normal inclinada

dificultad

Un camión de 2.5 toneladas, se encuentra sobre una carretera con 15ª de inclinación. ¿Cuál es el valor de la fuerza normal?

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