수직항력

평면 또는 경사면에서 받침력을 추정합니다. 보이는 공식과 단계별 풀이를 제공합니다.

핵심 공식

N = mg or N = mgcos(theta)

수직 항력은 어떻게 계산하나요?

다른 수직 방향 힘이 없는 수평면에서는 N = mg입니다. 추가적인 수직 힘이 없는 경사면에서는 N = mg cosθ입니다. 바닥을 아래로 누르는 힘이 있으면 N = mg + F_아래이고, 위로 들어 올리는 힘이 있으면 N = mg − F_위입니다(접촉이 유지되는 동안 N은 0보다 작아질 수 없습니다).

이 도구 정보

평면 또는 경사면에서 받침력을 추정합니다. 이 페이지는 공식, 단위, 단계별 풀이를 보여 주어 각 값을 확인할 수 있습니다.

이 계산기 사용법

  1. 풀고자 하는 변수를 선택하고 이미 알고 있는 값을 확인하세요.
  2. 계산하기 전에 모든 입력값을 일관된 단위로 입력하세요.
  3. 결과를 입력값의 크기와 비교해 물리적으로 타당한지 확인하세요.
  4. 단계별 풀이를 보고 공식이 어떻게 변형되고 계산되었는지 확인하세요.

풀이 예제

예제 1: 평평한 바닥 위 5.0 kg

g = 9.8 m/s²이고 추가 수직 힘이 없을 때 N = mg = (5.0)(9.8) = 위쪽으로 49 N입니다. 바닥이 49 N으로 위를 밀고, 블록은 바닥을 49 N으로 아래로 누릅니다.

예제 2: 같은 질량, 30° 경사면

N = mg cosθ = (5.0)(9.8) cos(30°) = 49 × 0.866 ≈ 42.4 N. 검산: 0°에서는 49 N, 60°에서는 24.5 N이 됩니다.

예제 3: 바닥을 20 N으로 아래로 누르는 경우

2.0 kg 상자가 책상 위에 있고 20 N으로 아래로 누릅니다. N = mg + 20 = 19.6 + 20 = 39.6 N. 위로 20 N을 들어 올리면 N = 19.6 − 20이 되는데 이는 접촉 상태에서는 불가능하며, 실제로는 상자가 책상에서 떨어집니다.

자주 묻는 질문

수직 항력 공식은 무엇인가요?

학교에서 기본으로 쓰는 경우는 수평면에서 N = mg, 경사면에서 N = mg cosθ(θ는 수평면 기준)입니다. 추가적인 수직 힘이 있으면 이 값에 더하거나 뺍니다.

수직 항력은 항상 무게와 같은가요?

아닙니다. 다른 수직 힘이 없는 평평한 면에서만 N이 무게와 같습니다. 경사면, 엘리베이터 안, 또는 상자를 아래로 누를 때는 N이 mg와 다릅니다.

경사면에서는 왜 mg cosθ인가요?

무게는 여전히 아래쪽을 향합니다. 표면은 자신에 수직인 방향으로만 밀 수 있으므로, mg 중 경사면에 수직인 성분이 mg cosθ입니다. 나머지 mg sinθ는 경사면에 나란합니다.

수직 항력은 마찰력과 어떤 관계인가요?

운동 마찰력 또는 최대 정지 마찰력은 Ff = μN입니다. 경사면에서 mg cosθ 대신 mg를 쓰면 N과 마찰력 모두 틀리게 됩니다.

수직 항력이 0이 될 수도 있나요?

네, 접촉이 사라지는 순간에는 가능합니다 — 바닥에서 뛰어오르거나, 위로 작용하는 힘이 무게보다 클 때입니다. 물체가 접촉을 유지하는 동안에는 N ≥ 0입니다.

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