Fuerza Normal
Calcula la fuerza normal N = mg o N = mg cos θ en rampas. Incluye casos con fuerzas aplicadas verticales.
Fórmula principal
N = mg or N = mgcos(theta)
¿Cómo se calcula la fuerza normal?
Sobre una superficie horizontal sin otras fuerzas verticales, N = mg. En una pendiente sin fuerzas perpendiculares adicionales, N = mg cosθ. Si algo empuja hacia abajo el suelo, N = mg + F_down; si algo se eleva, N = mg − F_up (y N no puede bajar de cero mientras dure el contacto).
Sobre esta herramienta
La fuerza normal equilibra componentes perpendiculares al contacto (N = mg en horizontal, N = mg cos θ en planos inclinados). Ideal para diagramas de cuerpo libre introductorios.
Cómo usar esta calculadora
- Elige la variable que quieres despejar y confirma qué valores ya conoces.
- Introduce los datos en unidades coherentes antes de calcular.
- Comprueba si el resultado es físicamente razonable comparándolo con las entradas.
- Usa el desglose paso a paso para ver cómo se aplicó la fórmula.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1: 5,0 kg sobre un suelo plano
Con g = 9,8 m/s² y sin fuerza vertical adicional, N = mg = (5,0)(9,8) = 49 N hacia arriba. El suelo empuja hacia arriba con 49 N; el bloque empuja hacia abajo el suelo con 49 N.
Ejemplo 2: la misma masa en una rampa de 30°
N = mg cosθ = (5,0)(9,8) cos(30°) = 49 × 0,866 ≈ 42,4 N. Verificar: a 0° esto sería 49 N; a 60° sería 24,5 N.
Ejemplo 3: Empuje hacia abajo con 20 N sobre el suelo
Una caja de 2,0 kg reposa sobre una mesa mientras empujas hacia abajo con 20 N. N = mg + 20 = 19,6 + 20 = 39,6 N. Un levantamiento hacia arriba de 20 N daría N = 19,6 − 20, lo cual no es posible mientras permanezca el contacto: la caja abandonaría la mesa.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula de la fuerza normal?
Los casos escolares predeterminados son N = mg en una superficie horizontal y N = mg cosθ en una pendiente, con θ medido desde la horizontal. Las fuerzas perpendiculares adicionales se suman o restan a ese soporte.
¿La fuerza normal es siempre igual al peso?
No. N equivale al peso sólo sobre una superficie plana sin otras fuerzas verticales. En una rampa, en un ascensor o cuando empujas una caja hacia abajo, N es diferente de mg.
¿Por qué es mg cosθ en una pendiente?
El peso todavía apunta hacia abajo. La superficie sólo puede empujar perpendicularmente a sí misma, por lo que la componente de mg hacia la rampa es mg cosθ. El mg senθ restante es paralelo a la rampa.
¿Cómo se relaciona la fuerza normal con la fricción?
La fricción cinética o estática máxima es Ff = μN. Si usa mg en lugar de mg cosθ en una rampa, tanto N como la fricción serán incorrectos.
¿Puede la fuerza normal ser cero?
Sí, en el instante en que se pierde el contacto: un salto del suelo o una fuerza hacia arriba mayor que el peso. Mientras el objeto permanece en contacto, N ≥ 0.