Normalkraft berechnen
Schiefe Ebene
Basiswissen
Normalkräfte werden für verschiedene Situationen berechnet. Von großer praktischer Bedeutung sind Normalkräfte an einer schiefen Ebene. Das wird hier kurz erklärt.
Formel für die Normalkraft
- F = m·g·cos(a)
Legende
- F: z. B. in Newton ist die Normalkraft ↗
- m: z. B. in kg, ist die Masse ↗
- a: z. B. in Grad, ist der Steigungswinkel ↗
- a ist der Cosinus ↗
Rechenbeispiel zur Normalkraft
Angenommen ein Bergsteiger mit einer Gesamtmasse von 100 Kilogramm geht einen sehr steilen Hang mit einer Hangneigung von 40° hinauf. Der Hang ist rutschig oder glatt. Die Normalkraft muss ausreichend groß sein, dass der Bergsteiger nicht abrutscht. Die Formel für die Normalkraft ist F = m·g·cos(a). Man setzt ein: F = 100 kg · 9,81 N/kg · cos(40). Ausgerechnet gibt das rund 752 Newton. Die zur Berechnung nötigen Werte für den Cosinus erhält man zum Beispiel aus der Cosinustabelle Grad ↗
Gültigkeitsbereich der Formel
Die Formel hier gilt für die Normalkraft als Effekt der Schwerkraft. Die typische Anwendung sind Objekt, die sich auf einer schiefen Ebene befinden oder bewegen. Treten zusätzlich zur Schwerkraft noch andere Kräfte auf, die wichtig sind, muss die Formel oben erweitert werden. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn Zentrifugalkräfte bei einer Kreisbewegung (Steilwandfahrer) oder elektrostatische Kräfte eine Rolle spielen. Siehe mehr zum physikalischen Hintergrund im Artikel zur Normalkraft ↗
