Fuerza normal: ¿hacia arriba o hacia abajo?

La fuerza normal obviamente siempre tiene una dirección perpendicular a la superficie de contacto, pero estoy un poco confundido acerca de su sentido: ¿va hacia arriba o hacia abajo? He visto artículos en la web que describen que la fuerza normal va en cualquier dirección.

Mi propio razonamiento me diría que dado que la fuerza de fricción depende de la presión, que generalmente se traduce en la fuerza normal, la fuerza normal debería 'bajar'.

¿Por qué a veces se muestra como 'subiendo'? ¿O es solo la fuerza reactiva normal?

Sería mejor preguntar si la fuerza normal es "hacia" o "lejos" de la superficie. La respuesta de Mark aún se aplica, pero eliminamos la ambigüedad relacionada con la orientación del problema.
Esta palabra proviene de las matemáticas, por ejemplo: en.wikipedia.org/wiki/Surface_normal arriba o abajo no tiene influencia, las matemáticas no conocen la gravedad.

Respuestas (2)

La fuerza normal es una fuerza de restricción. Es lo que sea necesario para mantener un objeto en contacto con una superficie.

Algo así como la superficie superior de la mesa en la que estoy ahora solo puede aplicar una fuerza normal en la dirección "hacia arriba". Si empujo la computadora portátil hacia abajo, la mesa ejercerá una fuerza normal hacia arriba para cancelar mi empujón y mantener la computadora portátil en el mismo lugar. Si levanto esta computadora portátil, la mesa no ejercerá una fuerza normal hacia abajo para cancelar mi levantamiento; en cambio, la computadora portátil acelerará y se levantará de la mesa. Entonces, para esta mesa y computadora portátil, la fuerza normal está arriba. (Tenga en cuenta, sin embargo, que esto implica que hay una fuerza normal de la computadora portátil sobre la mesa que apunta hacia abajo).

Si tuviera algo como una cuenta en un alambre, la fuerza normal sería la componente de la fuerza del alambre en la cuenta que apunta perpendicular a la tangente del alambre. Eso podría ser en cualquier dirección, dependiendo de la geometría del cable.

En realidad, diría que la fuerza normal es la que evita que el objeto atraviese la superficie, no la que lo mantiene en contacto con la superficie.
@David, lo veo como una descripción cargada, ya que implicaría que la fuerza normal siempre está fuera de la superficie. Si hay una fuerza de restricción que evita que algo se levante de mi escritorio, esa fuerza también sería normal para la parte superior del escritorio y, por lo tanto, también sería una fuerza normal. Por lo tanto, podría hacer cualquiera de las dos cosas, lo que requiera la restricción.
Pero para tener una fuerza normal que impida que el objeto se levante del escritorio, tendrías que tener algo en el otro lado del objeto empujándolo contra el escritorio. Sería una fuerza normal no porque sea normal para el escritorio, sino porque es normal para la otra cosa.
@David, creo que esto es solo terminología. Podría imaginar una fuerza deus ex machina entre la mesa y el objeto que sujeta el objeto. En ese caso, la componente de la fuerza perpendicular al escritorio seguiría siendo una fuerza normal, como estoy usando el término. Si imaginamos un imán pegado al techo de un autobús, describiría la fuerza que sujeta el imán al techo como una fuerza normal. La "fuerza normal" solo describe la geometría, no ninguna de las interacciones físicas.
Interesante, no había escuchado ese uso de "fuerza normal" antes. Supongo que tendré que recordar eso. (No llamaría a la fuerza magnética una "fuerza normal" en su ejemplo).

Eso depende. Si tienes un objeto en una mesa, esta mesa ejerce una fuerza normal para mantener el objeto en reposo. En este caso la fuerza normal aumenta. El objeto también ejerce una fuerza sobre la mesa que va hacia abajo y está relacionada con la presión. Y seguramente este es el origen de su confusión.

Ahora piensa en un objeto que estás poniendo contra el techo con tu mano. En este caso el techo ejerce sobre el objeto una fuerza normal al bajar.

La fuerza normal se acerca o se aleja de la superficie para evitar que el objeto pase a través de la restricción.

Fuerza normal: ¿hacia arriba o hacia abajo?
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