Калькулятор силы реакции опоры

Нормальная реакция опоры — это контактная сила, действующая со стороны поверхности перпендикулярно ей. Стол поддерживает покоящееся тело вверх, наклонная плоскость толкает его перпендикулярно своему склону, а пол лифта меняет силу поддержки при ускорении. Слово «нормальная» в геометрии означает «перпендикулярная», а не «обычная». Силу измеряют в ньютонах и определяют из баланса сил в направлении, перпендикулярном поверхности контакта. На горизонтальной поверхности без других вертикальных сил и вертикального ускорения реакция опоры уравновешивает силу тяжести. Она равна массе, умноженной на ускорение свободного падения. Калькулятор использует стандартное значение 9.80665 метра в секунду в квадрате. Хотя в этом частном случае реакция опоры равна силе тяжести по модулю, это разные силы: тяжесть направлена к Земле через центр масс, а реакция действует в месте контакта. На наклонной плоскости тело прижимает к поверхности только перпендикулярная составляющая силы тяжести. Если угол отсчитывается от горизонтали, реакция равна произведению массы, ускорения свободного падения и косинуса угла. Она уменьшается с ростом наклона и стремится к нулю, когда плоскость становится вертикальной. Предполагается, что другие силы не имеют перпендикулярных плоскости составляющих и тело сохраняет контакт. Внешняя нагрузка вниз на горизонтальной поверхности увеличивает контактную силу. Калькулятор прибавляет её к силе тяжести. Если сила направлена под другим углом, сначала выделите перпендикулярную составляющую: только она меняет нормальную реакцию. Тяга вверх, напротив, уменьшает контактную силу; если требуемая реакция стала бы отрицательной, контакт прекращается. В лифте кажущийся вес по модулю равен нормальной реакции пола. Если считать ускорение вверх положительным, сила равна массе, умноженной на сумму стандартного ускорения свободного падения и ускорения лифта. При ускорении вверх пассажир ощущает себя тяжелее, вниз — легче. Постоянная скорость означает нулевое ускорение и обычный вес. При идеальном свободном падении ускорение вниз равно стандартному ускорению свободного падения, и реакция опоры равна нулю. Нормальная реакция важна для расчёта трения: многие модели сухого трения используют произведение коэффициента трения и нормальной реакции. Она также важна для реакций конструкций, сцепления колёс, виражей и контактной механики. Всегда рисуйте схему сил, выбирайте оси вдоль и поперёк поверхности, раскладывайте силы и применяйте второй закон Ньютона. Эти простые случаи предполагают жёсткую поверхность, точечное тело, стандартную гравитацию и непрерывный контакт; сложным системам может потребоваться баланс моментов или несколько реакций.