2.2. Dynamika

 Vzájomné silové posobenie telies


Sila je vektorová veličina - má veľkosť a smer. Kreslí sa ako orientovaná úsečka. Telesá na seba navzájom pôsobia silou. Napríklad teleso posobí na podložku tiažovou silou, a podložka naň posobí opačnou silou. Dynamický účinok sily sa prejavujú zmenu pohybu telesa vplyvom sily. Isac Newton [izak ňútn] bol vedec, ktorý sformuloval zákony súvisiace s účinkami síl.

I. Newtonov pohybový zákon
- zákon zotrvačnosti -

Každé teleso zotrváva v relatívnom pokoji, alebo v rovnomernom priamočiarom pohybe, kým nie je silovým posobením iného telesa nútené tento stav zmeniť.
Príklady:

Hybnosť telesa je súčin rýchlosti v a hmotnosti m telesa.
p = m . v

Príklad
Automobil má hmotnosť 1 000 kg a rýchlosť 72 km/h. Akú má hybnosť?
v = 72 km/h = 72 / 3,6 m/s = 20 m/s, m = 1 000 kg
p = m . v = 1 000 kg . 30 m/s =  30 000 kg.m.s-1

Príklad
Akú hybnosť má vlak s hmotnosťou 2 000 ton a rýchlosťou 36 km/h ?
m = 2 000 t = 2 000 000 kg, v = 36 km/h = 10 m/s
p = m . v = 3 000 000 kg . 10 m.s-1 = 30 000 000 kg.m.s-1

2. Newtonov pohybový zákon

Veľkosť zrýchlenia a, ktoré udeľuje sila F telesu hmotnosti m je priamo úmerná veľkosti tejto sily F (pri rovnakej hmotnosti telesa) a nepriamo úmerná hmotnosti telesa.
a = F / m
m - takzvaná zotrvačná hmotnosť - je mierou zotrvačnosti telesa pri jeho zrýchľovaní

Príklad:
Na automobil s hmotnosťou 1 000 kg pôsobí motor silou 2 000 N. Aké má zrýchlenie?
m = 1 000 kg, F = 2 000 N
a = F / m = 2 000 N / 1 000 kg = 2 m.s-2
To znamená, že na rýchlosť 30 m/s = 108 km/h zrýchli za 15 sekúnd.

Tiažová sila G je príťažlivá sila, ktorou sú priťahované všetky telesá ku Zemi.
G = m . g

Príklad:
Akou tiažovou silou posobí človek s hmotnosťou 90 kg na podlahu ?
m = 90 kg, g = 10 m.s-2
G = m . g = 90 kg . 10 m.s-2 = 900 kg.m.s-2 = 900 N

Tretí pohybový zákon
- zákon akcie a reakcie -

Každá akcia vyvolá rovnako veľkú reakciu opačného smeru.

Sily, ktorými navzájom na seba telesá posobia sú rovnako veľké, navzájom opačného smeru a súčasne vznikajú a zanikajú.
Jedna sila sa nazýva akcia, druhá reakcia.

Príklady: spätný náraz pri strelných zbraniach, odstredivá a dostredivá sila.

Trecia sila Ft je brzdiaca sila, ktorá pôsobí na teleso.

Teleso sa začne pohybovať, keď je prekonaná trecia sila.
Teleso urýchluje sila, ktorá je rozdielom pôsobiacej a trecej sily DF = F - Ft
a = DF / m = ( F - Ft ) / m

Príklad
1.) Teleso má hmotnosť 100 kg. Pôsobí naň sila 300 N a trecia sila 100 N. Aké je zrýchlenie telesa?
m = 100 kg, F = 300 N, Ft = 100 N
a = ( F - Ft ) / m = (300 N - 100 N) / 100 kg = 200 N / 100 kg = 2 m.s-2

Príklad
Na automobil s hmotnosťou 1 600 kg pôsobí sila motora 2 000 N a trecia sila 400 N. Aké je zrýchlenie automobilu?
m = 1 600 kg, F = 2 000 N, Ft = 400 N
a = ( F - Ft ) / m = (2 000 N - 400 N) / 1 600 kg = 1 600 N / 1 600 kg = 1 m.s-2