🚌 Newtonovy zákony

V autobuse

O čem to je

Stojíš v autobuse a ten prudce zabrzdí. Najednou letíš dopředu, i když tě nikdo nestrčil. Když se rozjede, padáš dozadu. Proč?

Odpověď dal před více než 300 lety Isaac Newton. Popsal tři pravidla, podle kterých se pohybuje všechno – od míče po rakety.

Nové pojmy

SílaPůsobení jednoho tělesa na druhé (tlačení, tahání). Jednotka newton (N).Motor autobusu tlačí autobus dopředu.
Výsledná sílaCo zbude, když sečteš všechny síly, které na těleso působí (stejné směry sčítáš, opačné odečítáš).Když tě dva táhnou stejně silně na opačné strany, výsledná síla je nula.
SetrvačnostVlastnost každého tělesa: „chce“ zůstat v tom, co právě dělá. Když stojí, chce stát. Když jede, chce jet dál stejně rychle a rovně.Proto tě v brzdícím autobuse to „táhne“ dopředu – tvé tělo chce jet dál.

1. zákon: setrvačnost

Když na těleso nepůsobí žádná výsledná síla, zůstane v klidu, nebo se bude pohybovat stále stejně rychle po přímce.

Autobus prudce zabrzdí. Kam se nakloníš a proč?
Autobus zpomalí, ale tvé tělo setrvačností jede dál stejnou rychlostí. Nakloníš se dopředu. Proto se v autě poutáme.

2. zákon: síla mění pohyb

Chceš-li pohyb změnit (rozjet, zrychlit, zabrzdit), potřebuješ sílu. Čím větší síla, tím rychleji se pohyb změní. Čím větší hmotnost, tím je to těžší.

Stejnou silou strčíš do prázdného a do plného nákupního vozíku. Který se rozjede rychleji?
Prázdný – má menší hmotnost. Stejná síla změní jeho pohyb víc.

3. zákon: akce a reakce

Když strčíš do kamaráda na bruslích, odjedete oba – on dopředu, ty dozadu. Ty jsi působil na něj a on současně na tebe stejně velkou silou opačným směrem.

Proč odskočí puška do ramene, když vystřelí?
Puška tlačí kulku dopředu (akce). Kulka tlačí pušku stejně velkou silou dozadu (reakce) – to je zpětný ráz.
✗Kolo po přestání šlapání zastaví, protože mu „dojde setrvačnost“.
✓Kolo zastaví, protože ho brzdí tření a odpor vzduchu.

Setrvačnost nedochází. Bez brzdících sil by kolo jelo pořád dál.

1. Bez výsledné síly se pohyb nemění (setrvačnost). 2. Síla mění pohyb – víc u lehčích těles. 3. Každá akce má stejně velkou opačnou reakci.

Tři zákony

O čem to je

Isaac Newton byl anglický fyzik. V roce 1687 vydal knihu, ve které shrnul pohyb do tří zákonů. Platí na hřišti, v autě i ve vesmíru. Projdeme je jeden po druhém i s tím, jak se dají zapsat.

Nové pojmy

Výsledná síla FJedna síla, která nahradí všechny síly působící na těleso (stejný směr sčítáš, opačný odečítáš). V newtonech (N).Táhnu 30 N dopředu, tření brzdí 10 N dozadu → výsledná síla 20 N dopředu.
Rovnoměrný přímočarý pohybPohyb po přímce stále stejnou rychlostí.Hokejový puk klouzající po ledu.
Zrychlení aJak rychle se mění rychlost. Velké zrychlení = rychlost se mění rychle (prudký rozjezd nebo prudké brzdění).Sportovní auto má větší zrychlení než naložený náklaďák.

Tři zákony na kartách

Přečti si název zákona a zkus ho říct vlastními slovy. Pak kartu otoč.

  • 1. zákon setrvačnosti – Bez výsledné síly těleso zůstane v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu.
  • 2. zákon síly – Čím větší síla a menší hmotnost, tím větší zrychlení: F = m · a.
  • 3. zákon akce a reakce – Dvě tělesa na sebe působí stejně velkými silami opačného směru.

Druhý zákon jako vzorec

Zkušenost: silnější kopnutí → míč rychleji zrychlí. Těžší míč → zrychlí méně. Zapisujeme to F = m · a (síla = hmotnost · zrychlení).

Akce a reakce – pozor

Akce a reakce působí vždy na dvě různá tělesa. Plavec tlačí na stěnu bazénu, stěna tlačí na plavce. Proto se navzájem neruší – každá pohne něčím jiným.

ZákonPříklad ze života
setrvačnostubrus jde rychle vytrhnout zpod hrnku, hrnek zůstane stát
zákon sílysilnější kopnutí → rychlejší míč
akce a reakceplavec se odrazí od stěny; raketa vyhání plyny dolů a letí nahoru
Proč letí raketa vzhůru, i když se nemá od čeho odrazit?
Motor vyhání plyny velkou silou dolů (akce). Plyny tlačí raketu stejně velkou silou nahoru (reakce).
Proč jde rychlým trhnutím vytáhnout ubrus a nádobí zůstane stát?
Nádobí díky setrvačnosti zůstává v klidu. Trhnutí je tak krátké, že tření nestihne nádobí rozpohybovat.
✗Akce a reakce se vyruší, protože jsou stejně velké a opačné.
✓Neruší se, protože každá působí na jiné těleso.

Vyrušit se můžou jen síly, které působí na stejné těleso. Akce působí na stěnu, reakce na plavce.

Setrvačnost (bez síly se pohyb nemění), zákon síly (F = m · a), akce a reakce (stejně velké, opačné, každá na jiné těleso).
🪢Skládání sil🛷Tření