Normalkraften är den kraft som marken (eller någon annan yta) trycker uppåt med. Om det inte fanns någon normalkraft skulle du sakta sjunka ner i marken. Normalkraften är alltså en kontaktkraft som uppstår när två ytor trycker mot varandra.
Normalkraften på ett föremål är alltid vinkelrät (i rät vinkel) mot den yta som föremålet befinner sig på. Riktningen bestäms av ytan: på ett horisontellt golv är normalkraften vertikal uppåt, på ett lutande plan pekar den ut från planet och är fortfarande vinkelrät mot ytan.
Storlek (formler)
På en plan yta är ett föremåls normalkraft m g {\displaystyle mg} 
(föremålets vikt, dvs. dess massa multiplicerad med gravitationsfältets acceleration). Här är m massan i kilogram (kg) och g är tyngdaccelerationen (ungefär 9,81 m/s² nära jordytan). Enheten för kraft är newton (N), där 1 N = 1 kg·m/s².
På ett lutande plan minskas den normala komponenten av tyngdkraften beroende på lutningsvinkeln θ, och normalkraften blir m g c o s θ {\displaystyle mgcos\theta } 
. Detta beror på att tyngdkraften mg kan delas upp i en komponent vinkelrät mot planet (mg cosθ) och en komponent parallell med planet (mg sinθ).
Observera att på en plan yta skulle θ {\displaystyle \theta }
vara 0, och därför skulle c o s θ {\displaystyle cos\theta }
vara 1. De två ekvationerna är alltså lika när planet är horisontellt.
Varför mg cosθ?
För att förstå uttrycket mg cosθ delar man tyngdkraften mg i två ortogonala komponenter i ett koordinatsystem med ena axeln parallell och andra axeln vinkelrät mot planet. Den vinkelräta komponenten är mg·cosθ; den balanseras av normalkraften när föremålet inte accelererar i riktningen vinkelrät mot planet. Den parallella komponenten mg·sinθ tenderar att dra föremålet nedför planet.
Viktiga egenskaper och specialfall
- Riktning: Alltid vinkelrät mot ytan.
- Storlek: I vila på ett plant underlag N = mg. På lutande plan N = mg cosθ.
- Enhet: Newton (N).
- Ingen normalkraft i fritt fall: Om ett föremål är i fritt fall (ingen kontakt med yta) finns ingen normalkraft.
- Acceleration ändrar N: I en hiss som accelererar uppåt eller nedåt ändras normalkraften: N = m(g + a) vid acceleration uppåt och N = m(g − a) vid acceleration nedåt.
- Kurvor och ojämna ytor: På en rund yta (t.ex. en bil på en kuller) kan normalkraften variera beroende på centripetalacceleration; N behöver inte vara lika med mg även om ytan är horisontell i ett ögonblick.
- Handlar om kontaktkraft: Enligt Newtons tredje lag har normalkraften ett motsatt par: ytan känner en lika stor kraft från föremålet men åt andra hållet.
Samband med friktion
Normalkraften bestämmer ofta friktionen mellan ytor. Den maximala statiska friktionskraften ges av f_s,max = μ_s N och kinetisk friktion f_k = μ_k N, där μ_s och μ_k är friktionskoefficienter. Större N → större möjlig friktion.
Exempel
- På ett plant golv: Ett paket med massa 5,0 kg står stilla på ett horisontellt golv. Normalkraften är N = mg = 5,0 kg · 9,81 m/s² ≈ 49,05 N.
- Lutande plan: Samma paket på ett plan lutat 30° mot horisontalen. Normalkraften blir N = mg cosθ = 5,0 · 9,81 · cos(30°) ≈ 49,05 · 0,866 ≈ 42,5 N. Parallellkomponenten som drar paketet nedför planet är mg sinθ ≈ 49,05 · 0,5 ≈ 24,5 N.
- Hiss som accelererar: En person på 70 kg står i en hiss som accelererar uppåt med 1,5 m/s². Normalkraften blir N = m(g + a) = 70·(9,81 + 1,5) ≈ 70·11,31 ≈ 792 N. Personen känner sig tyngre.
Sammanfattning
Normalkraften är en kontaktkraft vinkelrät mot ytan som motverkar den vinkelräta komponenten av tyngdkraften. På horisontella ytor är den lika med mg, på lutande plan blir den mg·cosθ. Normalkraften påverkar även friktion och kan förändras vid acceleration eller vid böjda ytor.
