La forza normale è responsabile di mantenere due oggetti fisicamente separati nello spazio. Senza di essa, gli oggetti solidi si fonderebbero insieme senza alcuna resistenza. È fondamentalmente causato dalle forze elettriche di molti atomi che si respingono l’un l’altro. Gli oggetti sono tipicamente portati in contatto dalla forza gravitazionale o dalla collisione. Questa forza è un concetto importante nella meccanica classica per calcolare l’attrito tra oggetti solidi.
Si dice comunemente che ci sono quattro forze fondamentali della natura: le forze gravitazionale, elettromagnetica, nucleare debole e nucleare forte. La forza normale è in realtà un insieme di forze elettromagnetiche. A livello atomico, due oggetti resistono a essere frantumati insieme perché gli elettroni di un oggetto resistono a quelli dell’altro. Gli elettroni hanno una carica negativa, quindi due elettroni tenderanno a respingersi quando sono vicini. Quando molti atomi si comportano in questo modo collettivamente, il risultato è la forza normale.
Questa forza è sempre diretta perpendicolarmente alla superficie che la provoca. Quando un’auto è su un terreno pianeggiante, la forza normale è verticale e annullerà esattamente la forza gravitazionale. Questo è il motivo per cui un’auto in piano non accelererà né in salita né in discesa. La forza su un’auto che scende da una collina, tuttavia, forma un angolo retto con la strada, anche se la forza gravitazionale è ancora diretta verticalmente. Poiché queste forze non si annullano più esattamente, un’auto accelererà in discesa anche se non viene utilizzato il gas.
Un’altra possibile situazione che coinvolge la forza è quando due oggetti si scontrano. Quando ciò accade, non è la gravità, ma la quantità di moto che è responsabile della forza normale. La prima legge di Newton afferma che gli oggetti in movimento rimarranno in movimento a meno che non agiscano da una forza esterna. Quindi gli oggetti in collisione devono esercitare forze l’uno sull’altro affinché cambino velocità. In effetti, questo è esattamente ciò che fanno: le forze che esercitano l’una sull’altra sono appena sufficienti per farli muovere con le loro velocità finali.
Nella meccanica classica, la forza normale è importante per determinare l’attrito statico e cinetico. Questi si riferiscono all’attrito tra oggetti solidi, come una scatola che scorre sul pavimento. Questo tipo di attrito è proporzionale alle forze normali. Nei casi quotidiani, il peso di un oggetto è ciò che è responsabile della sua forza normale. Ecco perché è più difficile spingere una scatola pesante che una più leggera.