🍎 Síla a gravitační síla

Jablko padá

O čem to je

Kopneš do míče a ten letí. Zmáčkneš plastelínu a změní tvar. Pustíš jablko a spadne na zem. Ve všech případech něco působí na něco jiného – působí síla.

Síly jsou všude kolem nás. Kdo jim rozumí, umí postavit most, který nespadne, nebo spočítat, kolik unese polička.

Nové pojmy

SílaPůsobení jednoho tělesa na druhé. Síla nikdy nepůsobí „sama“ – vždy ji vyvolává nějaké těleso. Značka F.Noha působí na míč, magnet na sponku, Země na jablko.
Účinky sílySíla může těleso rozpohybovat, zastavit, změnit směr jeho pohybu nebo ho zdeformovat (změnit tvar).Brankář míč zastaví, hráč ho hlavou odrazí jinam, pružina se natáhne.

Sílu samu nevidíš. Poznáš ji jen podle účinku. Barvu ani teplotu tělesa síla nezmění.

Proč jablko padá

Gravitační sílaSíla, kterou Země přitahuje všechna tělesa k sobě. Míří svisle dolů, ke středu Země. Značka Fg.Proto padá jablko, proto se ti nevznáší hrnek ze stolu.

Všechna tělesa se přitahují navzájem, ale znát je to jen u obrovských těles jako Země nebo Měsíc. Dvě jablka na stole se přitahují tak slabě, že si toho nevšimneš.

Jak sílu změřit

Newton (N)Jednotka síly. Pojmenovaná po Isaacu Newtonovi. 1 N je zhruba síla, kterou na tvou ruku tlačí čokoláda 100 g.Školní batoh tlačí na rameno asi 60 N.
SiloměrPřístroj na měření síly. Uvnitř je pružina – čím větší síla, tím víc se natáhne. Na stupnici čteš newtony.Pověsíš na háček těleso a siloměr ukáže, jakou silou ho Země táhne dolů.
Pověsíš na siloměr čokoládu 100 g a pak dvě takové čokolády. Co uvidíš?
Jedna čokoláda: asi 1 N. Dvě čokolády: asi 2 N. Dvojnásobná hmotnost → dvojnásobná gravitační síla.
Brankář chytí míč. Jaký účinek měla síla jeho rukou?
Míč se pohyboval a síla ho zastavila – změnila jeho pohyb.
✗Siloměr a váhy měří totéž.
✓Siloměr měří sílu v newtonech, váhy hmotnost v kilogramech.

Hmotnost říká, kolik látky těleso má. Síla říká, jak silně ho něco táhne nebo tlačí. Na Měsíci by siloměr ukázal méně, hmotnost by zůstala stejná.

Síla je působení jednoho tělesa na druhé; poznáme ji podle účinků. Jednotka newton, měříme siloměrem. Země přitahuje tělesa gravitační silou svisle dolů.

Vzorcem

O čem to je

Proč astronauti na Měsíci poskakují jako klokani? Proč je těžší zvednout plnou tašku než prázdnou? Odpověď dává jednoduchý vzorec pro gravitační sílu.

Nové pojmy

Síla FPůsobení jednoho tělesa na druhé. Jednotka newton (N), měří se siloměrem (přístroj s pružinou).Kopnutí do míče, tah magnetu.
Hmotnost mKolik látky těleso obsahuje, v kilogramech. Měří se vahami.Batoh má 6 kg.
Gravitační síla FgSíla, kterou planeta přitahuje těleso. Na Zemi míří svisle dolů.Proto batoh tlačí na ramena.
Tíhové zrychlení gČíslo, které říká, jakou silou planeta přitahuje každý 1 kg. Na Zemi je to asi 9,8 N/kg, při počítání zaokrouhlujeme na 10 N/kg.Na Zemi táhne každý kilogram silou asi 10 N.

Odvození vzorce

Pověs na siloměr 1 kg – ukáže asi 10 N. Pověs 2 kg – ukáže 20 N. Pověs 5 kg – 50 N. Každý kilogram přidá 10 N.

Takže stačí vynásobit hmotnost číslem 10: Fg = m · g.

Hmotnost převeď na kilogramy (100 g = 0,1 kg).
Vynásob g: Fg = m · g.
Výsledek je v newtonech.
Opačně: hmotnost zjistíš m = Fg : g.
Jakou gravitační silou působí Země na batoh 6 kg?
Fg = m · g = 6 · 10 = 60 N.
Jakou silou přitahuje Země čokoládu 100 g?
Nejdřív převod: 100 g = 0,1 kg. Fg = 0,1 · 10 = 1 N.
Na těleso působí gravitační síla 250 N. Jakou má hmotnost?
m = Fg : g = 250 : 10 = 25 kg.

Na jiných tělesech

Každá planeta má jiné g. Podívej se, kolikrát slabší je přitažlivost Měsíce než Země a kolikrát silnější je Jupiterova.

Astronaut má 80 kg. Jakou silou ho přitahuje Měsíc (g = 1,6 N/kg)?
Fg = 80 · 1,6 = 128 N. Na Zemi by to bylo 80 · 10 = 800 N – asi šestkrát víc. Proto na Měsíci tak snadno skáče.
✗Fg = 100 · 10 = 1 000 N pro čokoládu 100 g
✓Fg = 0,1 · 10 = 1 N

Do vzorce patří hmotnost v kilogramech. 100 g je jen 0,1 kg.

Fg = m · g, na Zemi g ≈ 10 N/kg: každý kilogram je přitahován silou asi 10 N. Hmotnost dosazuj v kg.
🚲Pohyb a rychlost🪢Skládání sil