Normalkraft – Enkel förklaring med exempel

I fysik 1 kommer du stöta på många nya begrepp och koncept som kan kännas svåra att förstå till en början. Ett av dessa begrepp är ”normalkraft”. Men vad betyder egentligen begreppet normalkraft och vad har det med fysik att göra? I den här artikeln kommer vi att förklara vad normalkraft är på ett enkelt och förståeligt sätt, och ge exempel på hur det kan tillämpas i verkligheten. Vi kör igång!

Vad är normalkraft?

Normalkraft är en kontaktkraft. Det vill säga det är en kraft som uppkommer av att två föremål är i kontakt med varandra. Normalkraften verkar på ett föremål i riktning vinkelrätt mot ytan den vilar på. Det är alltså den kraft som håller ett föremål på plats när det ligger på en yta. Om du exempelvis lägger en bok på ett bord är det normalkraften som håller boken från att falla igenom bordet och tumla ner på golvet.

Normalkraften är alltså en reaktionskraft som uppstår som en följd av gravitationskraften. När ett föremål ligger på en yta trycker gravitationskraften ner föremålet mot ytan. Normalkraften verkar då uppifrån och trycker tillbaka mot föremålet med en motsatt kraft för att hålla det på plats. Ju tyngre föremålet är, desto större blir normalkraften som verkar på ytan.

Hur fungerar normalkraften?

Normalkraften fungerar genom att den skapas av ytan som föremålet ligger på. När ett föremål placeras på en yta, trycker gravitationskraften ner föremålet mot ytan. Ytan reagerar då genom att skapa en motkraft, normalkraften, vilket hindrar föremålet från att sjunka ner i ytan. Normalkraften verkar alltid vinkelrätt mot ytan och är lika stor som gravitationskraften som verkar på föremålet.

En bra intuitiv förklaring av normalkraften är att tänka på en person som står på marken. Gravitationskraften drar personen ner mot marken, men marken svarar genom att skapa en motkraft, normalkraften, som håller personen på plats. Ju tyngre personen är, desto större blir normalkraften som verkar från marken. Normalkraften är alltså en viktig kraft som hjälper oss att förstå hur föremål ligger på ytor och hur de påverkas av andra krafter.

Normalkraft på ett lutande plan

Du har förhoppningsvis vid det här laget förstått att normalkraften verkar vinkelrätt mot underlaget. I det lättaste fallet när ytan är platt är detta lätt. Då går helt enkelt pilen i motsatt håll som tyngdkraften (lodrätt uppåt). Men vad händer om vi till exempel placerar en bok på ett lutande plan? När ett föremål ligger på ett lutande plan, är det inte alltid lika enkelt att förstå hur normalkraften verkar. Det beror på att tyngdkraften inte längre verkar lodrätt uppåt, utan snarare längs med den lutande ytan. För att räkna ut normalkraften behöver du därför komposantuppdelningen.

Komposantuppdelning innebär att du delar upp en kraft i två delar, som vinkelrätt står emot varandra. I fallet med en bok på ett lutande plan, kan du tänka dig att tyngdkraften delas upp i en komponent som verkar längs med planet och en som verkar vinkelrätt mot planet. Komponenten som verkar längs med planet drar boken neråt längs ytan, medan den vinkelräta komponenten är den som normalkraften verkar emot.

För att beräkna normalkraften behöver du alltså först räkna ut den vinkelräta komponenten av tyngdkraften. Det kan du göra med hjälp av trigonometri. Om vinkeln mellan ytan och den lodräta linjen är till exempel 30 grader, kan du använda sinus för att räkna ut komponenten som verkar vinkelrätt mot planet. Sedan kan du enkelt beräkna normalkraften genom att vända på pilen och rikta den vinkelrätt utåt från planet.

Exempel på normalkraft i vardagen.

– Då du sitter på en stol är normalkraften den kraft som håller dig från att falla igenom stolen och ner på golvet.

– När du går på gatan är normalkraften den kraft som håller dig uppe och hindrar dig från att sjunka ner i marken.

– Om en boll studsar på marken är normalkraften den kraft som hindrar bollen från att sjunka ner i marken och istället studsar uppåt.

– När du står på en våg i badrummet är normalkraften den kraft som mäts på vågen och som håller dig uppe på vågen istället för att du sjunker igenom.

– När du kör bil är normalkraften den kraft som håller dig och bilen uppe på vägen och hindrar dig från att sjunka ner i marken.

Skillnaden mellan normalkraft och tyngdkraft

Det kan vara lätt att förvirra normalkraft och tyngdkraft, men de är faktiskt två olika krafter. Tyngdkraften är den kraft som drar alla föremål mot jorden och beror på föremålets massa. Normalkraften är den kraft som verkar mot tyngdkraften och är alltid vinkelrätt emot ytan som föremålet vilar på. Till exempel, när du sitter på en stol, dras du neråt av tyngdkraften, men stolens normalkraft verkar uppåt och håller dig uppe. Det är alltså normalkraften som gör att du inte faller genom stolen och ner på golvet.

Exempeluppgift på normalkraft

Nu när du har lärt dig vad normalkraft är och hur den fungerar, låt oss ta en titt på en exempeluppgift. Du har en bok som vilar på ett lutande plan med en vinkel på 30 grader. Bokens massa är 2 kg. Vad är normalkraften som verkar på boken?

För att lösa denna uppgift behöver du först räkna ut den vinkelräta komponenten av tyngdkraften. Du kan använda trigonometri för att göra detta. Sinus av 30 grader är 0,5, vilket betyder att den vinkelräta komponenten av tyngdkraften är 2 x 9,8 x 0,5 = 9,8 N.

Eftersom normalkraften verkar vinkelrätt utåt från planet, är den lika stor som den vinkelräta komponenten av tyngdkraften. Så normalkraften som verkar på boken är också 9,8 N.

Sammanfattning och slutsats

Normalkraften är en viktig kraft som håller oss uppe i vardagen. Det är den kraft som verkar vinkelrätt emot ytan som ett föremål vilar på och som hindrar oss från att sjunka ner i marken eller falla igenom en stol. För att beräkna normalkraften behöver vi först räkna ut den vinkelräta komponenten av tyngdkraften med hjälp av trigonometri.

Det är viktigt att skilja mellan normalkraften och tyngdkraften. Tyngdkraften är den kraft som drar föremål mot jorden och beror på föremålets massa, medan normalkraften är den kraft som verkar mot tyngdkraften och håller föremålet uppe. För att förstå hur dessa krafter verkar tillsammans kan vi tänka oss exempel som när vi sitter på en stol eller går på gatan.

Lämna ett svar

Annons
GratisAccess to basic materials.$0Join
PremiumFull access, premium materials, and support.$10Join