Kaj je normalna sila?

Normalna sila je odgovorna za ohranjanje dveh predmetov fizično ločenih v prostoru. Brez tega bi se trdni predmeti združili brez kakršnega koli odpora. V osnovi ga povzročajo električne sile številnih atomov, ki se odbijajo. Predmeti običajno pridejo v stik bodisi z gravitacijsko silo bodisi s trkom. Ta sila je pomemben koncept v klasični mehaniki za izračun trenja med trdnimi predmeti.

Običajno pravijo, da obstajajo štiri temeljne sile narave: gravitacijska, elektromagnetna, šibka jedrska in močna jedrska sila. Normalna sila je pravzaprav skupek elektromagnetnih sil. Na atomski ravni se dva predmeta upirata, da bi se zdrobili, ker se elektroni enega predmeta upirajo elektronom drugega. Elektroni imajo negativen naboj, zato se bosta dva elektrona nagibala drug od drugega, ko sta blizu. Ko se veliko atomov tako obnaša skupaj, je rezultat normalna sila.

Ta sila je vedno usmerjena pravokotno na površino, ki jo povzroča. Ko je avto na ravni podlagi, je normalna sila navpična in bo natančno izničila gravitacijsko silo. Zato avto na ravnem terenu ne bo pospešil niti navzgor niti navzdol. Sila na avtomobil, ki se spušča po hribu navzdol, pa tvori pravi kot s cesto – čeprav je gravitacijska sila še vedno usmerjena navpično. Ker se te sile ne bodo več popolnoma izničile, bo avto pospešil navzdol, tudi če ne porabite plina.

Druga možna situacija, ki vključuje silo, je, ko se dva predmeta trčita. Ko se to zgodi, za normalno silo ni odgovorna gravitacija, ampak zagon. Prvi Newtonov zakon pravi, da bodo predmeti v gibanju ostali v gibanju, razen če nanje deluje zunanja sila. Tako morajo trčenja predmeti izvajati sile drug na drugega, da lahko spremenijo hitrost. Pravzaprav je to točno to, kar počnejo – sile, ki jih izvajajo drug na drugega, so ravno dovolj, da se premikajo s končno hitrostjo.

V klasični mehaniki je normalna sila pomembna za določanje statičnega in kinetičnega trenja. Ti se nanašajo na trenje med trdnimi predmeti, kot je škatla, ki drsi po tleh. Tovrstno trenje je sorazmerno z normalnimi silami. V vsakdanjih primerih je teža predmeta tista, ki je odgovorna za njegovo normalno silo. Zato je težko potisniti težko škatlo kot lažjo.