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¿Por qué es perpendicular la fuerza normal?

Me doy cuenta de que "normal" es simplemente otra palabra para perpendicular, pero dejando de lado la semántica, ¿qué causa que la fuerza normal siempre sea perpendicular al plano?

Por ejemplo, en un plano inclinado, ¿por qué es que el plano empuja la caja hacia afuera en lugar de directamente contra la gravedad? Me parece que para que haya fuerza normal, debe haber una fuerza tratando de empujar la caja directamente hacia el plano, pero la gravedad está yendo directamente hacia abajo, no hacia el plano.

introducir descripción de la imagen aquí

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El otro componente es la fuerza tangencial (aquí etiquetada como fricción). Si sumas tangencial y normal obtendrás lo opuesto al peso.

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Tengo la sensación de que una explicación completa de por qué las fuerzas de contacto intermoleculares terminan empujando el bloque hacia la izquierda (mientras se desliza por la rampa) va a ser tan complicada como una explicación completa de la fricción.

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Para la recompensa: algunos diagramas agradables acompañados de explicaciones simples serían de gran ayuda, por favor.

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Bob D Puntos 76

Por ejemplo, en un plano inclinado, ¿por qué es que el plano empuja la caja hacia afuera en lugar de directamente contra la gravedad?

El plano empuja la caja directamente hacia arriba contra la gravedad. Ver el diagrama de cuerpo libre a continuación (componentes de fuerza no mostradas a escala).

En el diagrama, estoy mostrando la reacción del plano directamente hacia arriba contra la gravedad. Cualquier fuerza de este tipo puede descomponerse en componentes perpendiculares y paralelos al plano. En este caso, el componente normal es el perpendicular al plano. Pero el componente paralelo (lo que muestro como ??) solo puede ser la fuerza de fricción, ya que es la única fuerza que el plano puede ejercer paralelamente a su superficie. Es decir, para una superficie sin fricción, el componente paralelo de la fuerza tendría que ser cero.

Espero que esto ayude.

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Dejando de lado las preguntas filosóficas, hay un problema con el elemento inferior de tu figura. Las flechas que representan $\text{Peso} \sin \theta$ y $\text{Peso} \cos \theta$ necesitan ser más cortas que la que representa $\text{Peso}$ ya que las primeras ciertamente no tienen mayores magnitudes que la última.

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Gracias. Estoy de acuerdo, pero nunca quise que fueran proporcionales

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He editado mi respuesta para indicar eso.

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