Síla

Síla je fyzikální veličina, kterou měříme pomocí siloměru.

Síla se značí F a její jednotkou je newton (N). Síla je určena velikostí a směrem.

Sílu znázorňujeme úsečkou se šipkou.

Když na těleso působí více sil, můžeme najít jedinou sílu, tedy jejich výslednici.

Ta má na těleso stejný účinek jako všechny současně působící síly.

Nalezení výslednice se jmenuje skládání sil.

Výslednice dvou sil stejného směru má s oběma silami stejný směr a její velikost se rovná součtu velikostí obou sil

Výslednice dvou sil opačného směru má stejný směr jako větší síla a její velikost se rovná rozdílu velikostí obou sil.

Když dvě stejně velké síly opačného směru působí současně na těleso v jedné přímce, je jejich výslednice nulová. Těleso je v klidu.

Země působí na každé těleso gravitační silou, kterou značíme Fg .

Působiště výsledné gravitační síly znázorňujeme do těžiště tělesa, které značíme T.

Každé těleso má jedno těžiště. Jeho umístění závisí na tvaru předmětu.

Přímky, které procházejí těžištěm, nazýváme těžnice.

Základními silami, kterými na sebe tělesa mohou působit, jsou gravitační, elektrická, magnetická a jaderná síla.

Gravitační síla

Každá dvě tělesa se vzájemně přitahují gravitační silou. Gravitační síla je přímo úměrná hmotnosti obou těles a s rostoucí vzdáleností těles se zmenšuje. Země přitahuje každé těleso gravitační silou Fg = mg, kde m je hmotnost tělesa a g = 10 N/kg. Síla Fg má směr svisle dolů.

Elektrická síla

Elektricky nabitá tělesa, např. pravítko z plastu zelektrizované třením, působí elektrickou silou na jiné nesouhlasně elektricky nabité těleso přitažlivou silou.

 

Magnetická síla

Stálý magnet přitahuje tělesa z feromagnetických látek, např. z oceli, magnetickou silou. Dva nesouhlasné póly magnetu se vzájemně přitahují a dva souhlasné póly se vzájemně odpuzují. S rostoucí vzdáleností od magnetu se magnetická síla zmenšuje.

Gravitační, elektrickou i magnetickou silou působí tělesa na dálku, protože kolem každého tělesa je gravitační pole, kolem každého tělesa s elektrickým nábojem je elektrické pole a kolem každého magnetu nebo vodiče s proudem je magnetické pole.

Jaderná síla.

Nukleony jsou vázány v atomovém jádře jadernými silami.

Třecí síla

Při pohybu tělesa po podložce působí proti směru pohybu tělesa smyková třecí síla F_t.

Její velikost je přímo úměrná tlakové síle, kterou působí těleso na podložku.

Smyková třecí síla ještě závisí na materiálu a drsnosti stykových ploch.

Třecí sílu zmenšíme valením předmětu na kuličkách nebo válečcích.

Účinky sil

Síla může mít deformační účinky nebo pohybové účinky.

Pohybové účinky síly

Pro pohybové účinky sil platí tři Newtonovy pohybové zákony:

1. 1. Zákon setrvačnosti: Těleso setrvává v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém, jestliže výsledná síla působící na těleso je nulová.

2. Zákon síly: Čím větší síla na těleso po určitou dobu působí, tím je změna jeho rychlosti za tuto dobu větší. Čím větší je hmotnost tělesa, tím je změna jeho rychlosti působením síly po určitou dobu menší.
3. Zákon vzájemného působení těles (zákon akce a reakce): Působí-li jedno těleso na druhé silou, působí i druhé těleso na první silou stejně velkou, ale opačného směru. Obě síly současně vznikají i zanikají a nelze je skládat, protože jejich působiště jsou na různých tělesech.

Otáčivý účinek sily

Otáčivý účinek síly závisí na momentu síly. Otáčivý účinek síly závisí na velikosti síly, na jejím směru a působišti.

Velikost momentu síly je rovna součinu velikosti síly F a ramena síly a- M = Fa

Jednotkou momentu síly je newtonmetr , který značíme N . m.

Páka je těleso otáčivé kolem osy. Využívá tedy momentu síly.

Páka může být jednozvratná (otvírák, řezák na plech, klika,..)  a nebo dvojzvratná (rovnoramenné váhy, kleště, nůžky, houpačka).

Další stroje, které usnadňují práci:

Kladka – změna směru působení síly, kladka pevná, volná, kladkostroj - ulehčuje zvedání těžkých břemen. Rozlišujeme dva druhy kladek-pevnou a volnou. Jejich spojení získáme kladkostroj.

Nakloněná rovina – tíha tělesa se na nakloněné rovině rozloží do složky tlakové a do složky tahové. Tahová síla roste přímo úměrně s tíhou tělesa a závisí na úhlu sklonu.

Využití: lanovka, vlek, nakládací rampa.

Když položíme na molitanovou podložku kbelík, podložka se prohne = deformuje se. Kbelík působí kolmo na podložku silou F. Tuto sílu nazýváme tlaková síla.

Deformační účinky síly

Deformační účinky tlakové síly závisí na velikosti síly a na obsahu plochy, na kterou síla působí.

Když položíme na tutéž podložku lavor s vodou, který působí stejnou tlakovou silou na plochu o větším obsahu S, bude se podložka méně deformovat.

Takže: Čím je obsah plochy, na kterou daná síla působí, větší, tím je její deformační účinek menší.

Tlak p vypočítáme, když tlakovou sílu F dělíme obsahem S, na kterou síla působí:

p = F/S

Tlak je další fyzikální veličina. Značí se p. Jednotkou je pascal (Pa).