Normal

Fuerza de contacto perpendicular que ejercen las superficies sobre los cuerpos apoyados.

Idea general del tema

La fuerza normal es la componente perpendicular de la fuerza de contacto que una superficie ejerce sobre un cuerpo. No tiene una expresión propia: su valor sale de la condición de que el cuerpo no atraviesa ni se separa de la superficie, y por eso se ajusta a las demás fuerzas que actúan en esa dirección.

Un error consiste en creer que la normal siempre es igual al peso. Solo coincide en un plano horizontal sin otras fuerzas verticales; en un plano inclinado, con una cuerda que tira hacia arriba o en una curva peraltada, su valor es distinto y hay que obtenerlo de la ecuación del movimiento perpendicular a la superficie.

Qué se comprende al terminar

Al terminar, el alumno debe ser capaz de plantear la ecuación en la dirección normal, despejar la fuerza que ejerce la superficie y comprobar que su signo tiene sentido físico: una normal negativa indica que el cuerpo se despegaría.

Asimismo, debe entender por qué la normal fija el rozamiento máximo y cómo cambia al inclinar el plano.

Ruta didáctica recomendada

1. Normal en planos: descompone el peso en componentes paralela y perpendicular al plano y obtiene la normal en función del ángulo.

Criterio físico que hay que adquirir

El criterio esencial es elegir los ejes con uno perpendicular a la superficie y aplicar la segunda ley en esa dirección: si el cuerpo no se separa ni se hunde, su aceleración normal es nula y de ahí sale la normal. Si el resultado es negativo, el contacto se ha perdido y el modelo ya no es válido.

Conexión con problemas reales

• rampas, planos inclinados y cintas transportadoras.
• vehículos en curvas peraltadas y en rizos verticales.
• objetos apoyados que además se empujan o se tiran con ángulo.
• cálculo del rozamiento máximo en cualquier superficie.

Objetivo final del tema

El objetivo final es calcular la fuerza normal en cualquier configuración de contacto y usarla correctamente como dato del rozamiento y de la condición de no despegue.