🪢 Skládání sil

Přetahovaná

O čem to je

Při přetahování lanem táhne každé družstvo na svou stranu. Kdo vyhraje? A co když tlačíte auto ve třech? Na těleso často působí víc sil najednou a my chceme vědět, co se nakonec stane.

Nové pojmy

SílaPůsobení jednoho tělesa na druhé – tlačení nebo tahání. Měří se v newtonech (N).Když táhneš lano, působíš na něj silou.
Směr sílyKam síla táhne nebo tlačí. Kreslíme ji jako šipku: kam míří šipka, tam míří síla; čím delší šipka, tím větší síla.Šipka doprava = táhnu doprava.
VýsledniceJedna jediná síla, která má stejný účinek jako všechny síly dohromady.Tři kamarádi tlačí auto. Výslednice je síla, jakou by musel tlačit jeden obr, aby se auto pohnulo stejně.

Situace 1: všichni stejným směrem

Když dvě děti tlačí auto stejným směrem silami 30 N a 20 N, auto „cítí“ dohromady 30 + 20 = 50 N.

Situace 2: proti sobě

Levé družstvo táhne silou 40 N, pravé 25 N. Pravé část síly levého „vyruší“. Zbude 40 − 25 = 15 N doleva. Lano se pohne na stranu silnějšího.

Rovnováha silStav, kdy se síly navzájem úplně vyruší – výslednice je 0 N. Těleso se chová, jako by na něj nic nepůsobilo.Obě družstva táhnou stejně silně a lano stojí.
Tři děti táhnou vozík stejným směrem silami 50 N, 70 N a 80 N. Výslednice?
Stejný směr → sčítám: 50 + 70 + 80 = 200 N ve směru tahu.
Kniha leží na stole, Země ji táhne dolů silou 12 N. Proč nepropadne stolem?
Kniha se nehýbe, takže síly jsou v rovnováze. Stůl ji tlačí nahoru stejnou silou 12 N.
✗Při přetahované, kde se lano nehýbe, nikdo netáhne.
✓Obě družstva táhnou, ale stejně velkými silami opačného směru.

Nulová výslednice neznamená žádné síly. Znamená, že se síly vyrušily.

Výslednice nahradí všechny síly jednou. Stejný směr → sčítáme, opačný → odečítáme a výslednice míří ve směru větší síly. Nulová výslednice = rovnováha.

Na ose

O čem to je

Lampa visí ze stropu a nepadá. Loď pluje proti větru. Inženýři u každé stavby počítají, jak se síly sčítají a ruší. Naučíš se to na číselné ose – stejně jako sčítáš a odčítáš čísla.

Nové pojmy

Síla a její šipkaSíla je působení jednoho tělesa na druhé (tlak, tah). Má velikost (kolik newtonů, N) a směr. Kreslíme ji šipkou.30 N doprava = šipka doprava dlouhá 3 dílky (1 dílek = 10 N).
VýsledniceJedna síla, která nahradí všechny působící síly se stejným účinkem.Dvě síly 20 N stejným směrem nahradí jedna síla 40 N.
RovnováhaVýslednice je nulová. Těleso v klidu zůstane v klidu.Lampa na lanku: Země ji táhne dolů, lanko nahoru stejně silně.

Pravidla v tabulce

SituaceVýsledniceSměr
stejný směrF = F₁ + F₂společný směr
opačný směrF = F₁ − F₂ (větší minus menší)směr větší síly
opačné a stejně velkéF = 0žádný – rovnováha

Vyzkoušej si to na ose

Doprava je kladný směr, doleva záporný. Začni na +40 (síla 40 N doprava). Druhá síla 25 N táhne doleva – skok o −25. Kde skončíš? To je výslednice.

Zvol si, který směr je „plus“ (třeba doprava).
Síly tím směrem piš kladně, opačné záporně.
Všechno sečti.
Kladný výsledek = výslednice míří doprava, záporný = doleva, nula = rovnováha.
Síly 40 N doprava a 25 N doleva. Výslednice?
+40 + (−25) = +15. Výslednice je 15 N doprava – ve směru větší síly.
Síly 60 N doprava a 80 N doleva. Výslednice?
+60 + (−80) = −20. Výslednice je 20 N doleva – ve směru síly 80 N.
Jaká je největší a nejmenší možná výslednice sil 10 N a 4 N?
Největší při stejném směru: 10 + 4 = 14 N. Nejmenší při opačném: 10 − 4 = 6 N.
✗Výslednice dvou sil je vždycky jejich součet.
✓Sčítá se jen při stejném směru. Při opačném se odečítá.

Síla proti směru část druhé síly vyruší. Proto u přetahované nevyhraje součet, ale rozdíl.

Na jedné přímce: stejný směr sčítej, opačný odečti a výslednice má směr větší síly. Výslednice 0 = rovnováha.
🍎Síla a gravitační síla🚌Newtonovy zákony