Secundaria dudas sobre el trabajo de la Fuerza normal (N)

[hfengri]

Buenos dias:

Se me ha presentado un problema con una pregunta de fisica de mi hijo que cursa secundaria en argentina y por la cual se llevo la materia a rendir y creo que el concepto vertido por la profesora es erroneo:
Pregunta: Da un ejemplo donde la fuerza normal es positiva.
Mi hijo contesto: la fuerza normal es neutra porque su angulo de aplicacion es 90° y el coseno de dicho angulo es cero. es la fuerza que ejerce el plano de apoyo sobre el cuerpo

la profesora dijo que un ejemplo valido es cuando un cuerpo esta apoyado en una superficie que esta subiendo. Ejemplo: hombre en un ascensor ¿? Para mi ahi la fuerza N no realiza trabajo porque la que esta realizando el trabajo es la fuerza que sube el ascensor

espero sus respuestas

Gracias
PD: y tengo muchas mas de esta profesora

[ser humano]

Re: dudas sobre el trabajo de la Fuerza normal (N)

noto un elevado odio hacia la profesora

En este caso, la profesora tenia razon, ya que si bien hay una fuerza que hace que el ascensor suba ¿que hace que el hombre suba junto al ascensor?, naturalmente podemos responder que eso es producto de que el hombre "esta apoyado" en el piso del ascensor, lo que quiere decir que existe una fuerza de contacto entre el hombre y el ascensor, dicha fuerza es la normal. Si esta normal no estubiese, entonces el asensor subiria, dejando al hombre abajo, e incluso cayendo (ya que la unica fuerza que estaria actuando sobre el hombre es el peso, por lo que el hombre aceleraria en la direccion de esta fuerza)

Un saludo, cualquier otra duda que quieras sacarte, si estoy en condiciones de ayudarte, conta conmigo

[nico_palermo]

Re: dudas sobre el trabajo de la Fuerza normal (N)

Hola, ampliando lo que te respondieron

La fuerza normal, fuerza de contacto o reacción normal surge de la tercera ley de newton, la cual dice que:
"Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas."

Por tal motivo, decir que la normal es neutra significa que vale cero, lo que habrá querido expresar tu hijo es que la acción de la normal es neutra, lo cual no es lo mismo.

Cuando analizas un ejercicio donde tienes que aplicar las leyes de Newton (dinámica) siempre lo que se hace, a nivel de colegio secundario, es analizar las fuerzas en 2 dimensiones. Es decir se descomponen todas las fuerzas en lo que llamamos eje x y eje y

$\sum F_X = m.a$
y
$\sum F_Y = m.a$

en el caso tipico en el que tienes solo un objeto en reposo apoyado en el piso sin fuerzas aplicadas tienes que:

$\sum F_X = 0$ porque no hay fuerzas de contacto ni ninguna fuerza que lo haga mover

y en este caso si es válido lo que dijo tu hijo, ya que si proyectas la normal sobre el eje x tienes que N.cos 90 =0 pero eso es sobre la recta de acción horizontal

en cambio en el eje y tendrás el peso del objeto y por ende la reacción que este genera sobre el piso que es la normal, quedando:

$\sum F_Y = 0$ por estar en reposo

$N-P = 0$

$N = P$

Si quieres incluir en angulo tendrás que es N.cos 0 = N . 1 = N porque la recta de acción es el eje y

Como ves, a pesar de la normal no genera una "acción" visible como lo sería un movimiento, esta no es neutra.

Ahora yendo a la pregunta de la profesora... la respuesta no es ni si ni no... sino un depende.
El que la normal sea positiva o negativa dependerá del sistema de referencia que se tome.

Saludos

[santi18_8]

Re: dudas sobre el trabajo de la Fuerza normal (N)

Recorda q el angulo se mide segun la direccion de la trayecotria del objeto. en este caso sube por un asensor la el angulo no es 90° sino 0°

[lucass]

Re: dudas sobre el trabajo de la Fuerza normal (N)

me parece que hfengri se expresó mal. La pregunta de la profesora parece haber sido "dar un ejemplo donde la fuerza normal hace trabajo positivo". A ésta pregunta ya ha contestado correctamente ser humano, y la profesora tiene razón en su respuesta. El error en el razonamiento del muchacho ha sido suponer que el "ángulo de aplicación es 90º". Para la definición de trabajo lo que interesa es el ángulo entre el vector fuerza y el vector desplazamiento, y depende por tanto, de la dirección en que se mueve el cuerpo. Si por ejemplo una persona sube en un ascensor, la normal hace trabajo positivo (angulo 0º), si la persona baja en el ascensor la normal hace trabajo negativo (ángulo 180º)
saludos