Síla a změna pohybu, první a druhý Newtonův zákon

1. ročník SŠ

Síla a změna pohybu jsou základní témata mechaniky, která vysvětlují, jak působení sil ovlivňuje pohyb těles. První Newtonův zákon, nazývaný zákon setrvačnosti, popisuje chování tělesa, na které nepůsobí výsledná síla. Druhý Newtonův zákon vysvětluje vztah mezi výslednou silou, hmotností tělesa a jeho zrychlením. Oba zákony tvoří základ dynamiky, tedy části mechaniky zabývající se příčinami změn pohybu těles.

Síla a změna pohybu

Rychlost vozíku
012345012345t [s]v [m/s]

Pustíme-li vozík, bez pomoci zastaví, protože na něj tlačí odporové síly, tedy odpor vzduchu, tření a valivý odpor. Bez těchto sil by jel konstantní rychlostí přímočaře.

Síla je vektorová veličina, která popisuje vzájemné působení těles, může měnit jejich pohyb nebo způsobovat deformaci.

Pohyb
−10−551015202530−10−8−6−42468100
hnací sílaodporová sílanormálová sílatíhová sílavýslednice

Výslednice sil (Fᵥ) je v tomto případě 20 N (30 - 10). Vozík se tedy posune se silou 20 N (v tomto případě) doprava. Když je výslednice nulová, nemění se stav tělesa (klid/pohyb). V grafu je výslednice označena čárkovaně.

Zákon setrvačnosti

  • nulová výslednice (Fᵥ = 0) znamená, že je zrychlení nulové
  • tento zákon používá inercinální vztažnou soustavu
  • čím je těleso hmotnější, tím má větší setrvačnost

Zákon síly

  • výpočet výsledné síly se počítá jako F = m × a
  • např. vozík, který váží 5 kg, má 2x větší zrychlení, než ten, který má 10 kg

Příklad: Robot o hmotnosti 10 kg jede po vodorovné podlaze doprava. Působí na něj hnací síla 30 N doprava a stálá odporová síla 10 N doleva, svislé síly se vyrovnají. Určete velikost a směr výsledné síly, velikost a směr zrychlení robota a o kolik se změní jeho rychlost za 3 s.

F⃗ᵥ = F⃗₁ + F⃗₂
F⃗ᵥ = 30 - 10
F⃗ᵥ = 20 N

a⃗ =
a⃗ =
a = 2 mㅤ/s²

Δv = a × t
Δv = 2 mㅤ/s² × 3 s
Δv = 6

Výsledná síla má velikost 20 N a směr doprava. Velikost a směr zrychlení robota je 2 mㅤ/s² také doprava. Jeho rychlost se změní za 3 s na 6 .

Zeptej se na článek

Zeptej se na cokoliv z tohoto článku.

Síla a změna pohybu, první a druhý Newtonův zákon

Souvisí s tímto

Jak těžký je tento článek?