Síly a jejich vlastnosti přehled učiva Přehled základních znalostí o síle v učivu 7. ročníku Jsou zde doplněny otázky k procvičování (na konci prezentace)

Vzájemné působení těles Působení těles je vždy vzájemné Tělesa na sebe mohou působit při dotyku, nebo na dálku Působení na dálku je zprostředkováno silovým polem – gravitačním, magnetickým nebo elektrickým Působení může být statické, nebo dynamické Důsledky působení těles: a.Změna tvaru tělesa a to buď trvalá (sklo, křída, plastelína), nebo dočasná (molitan, guma, ocelová pružina) b.Změna pohybového stavu – uvedení do pohybu, změna směru pohybu, zrychlení či zpomalení pohybu, zastavení pohybu

Síla Jednotkou síly je newton (N) 1N je síla, odpovídající tíze tělesa o hmotnosti přibližně 100 g Ostatní jednotky 1 kN = N 1 MN = 1000 kN = N 1 mN = 0,001 N Účinky síly nezávisí jen na její velikosti, ale také na směru síly a na působišti – to je bod, ve kterém síla působí

Grafické znázornění síly

Skládání rovnoběžných sil stejného směru Skládání sil – je to postup, při kterém nalezneme jedinou sílu, která má stejné účinky jako několik jiných sil. Působí-li více sil ve stejném směru, má výslednice týž směr jako působící síly. Velikost výslednice je rovna součtu velikostí jednotlivých sil Algebraický (početní způsob) F = F 1 + F 2 Grafický způsob – viz obrázek

Skládání rovnoběžných sil opačného směru Působí-li dvě síly v opačném směru, má výslednice týž směr jako větší síla. Velikost výslednice je rovna rozdílu velikostí působících sil. Způsoby řešení: a. algebraicky F = F 1 - F 2 b. graficky

Skládání různoběžných sil Skládání různoběžných sil se budeme dělat jen graficky Výslednicí dvou různoběžných sil se stejným působištěm je síla, kterou můžeme určit graficky jako úhlopříčku rovnoběžníku vycházející ze společného působiště Postup: a)Úsečky znázorňující síly doplníme na rovnoběžník b)Výslednicí je síla, která je úhlopříčkou rovnoběžníku a vychází z působiště obou sil c)Každou sílu můžeme rozložit na dvě složky

Skládání různoběžných sil

Tíhová síla a těžiště Gravitační síla F g = m. g (N). Je to síla, kterou Země přitahuje tělesa Vypočteme ji jako součin hmotnosti m a konstanty g m – hmotnost tělesa (kg) g = 9,81 N/kg, při výpočtech užíváme zaokrouhlenou hodnotu 10 N/kg Tíhová síla F G je výslednicí tíhové a odstředivé síly vznikající otáčením Země - viz obrázek Příklad: Jak velká tíhová síla bude působit na auto, jehož hmotnost je 1450 kg? Zápis: m = 1450 kg g = 10N/kg F G = ? F G = m. g F G = = F G = N Na auto působí tíhová síla N. Pro zjednodušení můžeme předpokládat, že gravitační a tíhová síla jsou stejné. Ve skutečnosti ne, viz obrázek

Tíhová síla a těžiště Těžiště – působiště tíhové síly tělesa Každé těleso má jedno těžiště Těžiště může ležet mimo těleso Poloha těžiště závisí na rozložení látky v tělese Tělesa zavěšená či podepřená pod těžištěm zůstávají v klidu Jednoduchá tělesa, která mají ve všech směrech stejnou hustotu, mají těžiště ve svém geometrickém středu Zápis:

Zákon setrvačnosti Těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud na něj nepůsobí silou jiná tělesa. Příklady – když zakopneme, padáme dopředu, uklouzneme-li, padáme dozadu. Proč? Zkus vymyslet další příklady…. Tento zákon patří mezi 3 Newtonovy pohybové zákony. Zákon setrvačnosti jako první jej přesně vyjádřil Galileo Galilei. Tělesa se nechovají přesně podle tohoto zákona. Kolo se zastaví, míč se přestane pohybovat… Proč? Odpověď je v zákonu setrvačnosti „pokud na něj nepůsobí silou jiná tělesa“ Když jedu po cestě, působí proti pohybu tření mezi pneumatikou a vozovkou a odpor vzduchu.

Zákon síly

Zákon síly - zápis

Zákon akce a reakce

Otáčivý účinek síly

Otáčivý účinek síly – rovnováha na páce Síly působící na těleso mohou mít pohybové a deformační účinky. Mezi pohybové účinky patří také otáčivý účinek síly. Vysvětlíme si to na páce

Otáčivý účinek síly – rovnováha na páce Páka – tyč otáčivá okolo své osy. Druhy pák: dvojzvratná - každá síla působí na opačných stranách od osy otáčení

Otáčivý účinek síly – rovnováha na páce jednozvratná - obě síly působí na stejné straně od osy otáčení

Otáčivý účinek síly – rovnováha na páce Aby to nebylo tak jednoduché, máme páku se stejně dlouhými rameny - rovnoramennou a s různě dlouhými rameny - nerovnoramennou

Otáčivý účinek síly – rovnováha na páce Moment síly je roven součinu ramene síly a síly ( M = a. F) Někdy se píše M= r. F Na páce je rovnováha tehdy, jestliže momenty sil jsou stejné M 1 = M 2 M 1 = a 1. F 1 M 2 = a 2. F 2

Otáčivý účinek síly – rovnováha na páce Jednotkou momentu síly je newtonmetr (Nm) Moment síly 1Nm vznikne, působí-li síla 1 N ve vzdálenosti 1m a 1 rameno síly F 1 a 2 rameno síly F 2

Otáčivý účinek síly – rovnováha na páce Jak dosáhneme rovnováhy na páce? Jednoduše

Tlak, tlaková síla Pozor, nová fyzikální veličina! Jmenuje se tlak, značí se p, její jednotkou je pascal, značka Pa. Jak k ní dojdeme? Působí-li síla F kolmo na plochu S, budeme ji nazývat tlaková síla. A právě podíl tlakové síly a plochy na kterou působí se nazývá tlak. Jaký je vzorec pro výpočet? p = F/S A co jednotka? 1Pa = 1N/1 m 2 Je to jednotka malá, v praxi se více užívají jednotky kPa, MPa 1kPa = Pa1MPa = kPa = Pa

Tlak, tlaková síla

Příklad: Hmotnost žáka a židle je 54 kg. Obsah stykových ploch s nohou židle je 60 cm 2 Jaký tlak způsobuje židle na podlahu? (výsledek převeď na kPa) Řešení: m = 54 kg nejprve uděláme zápis příkladu S = 60 cm 2 = 0,0060 m 2 potom převedeme na hlavní jednotky p = ? _______________________________________________ p = F/S zapíšeme vzorec F = m.gg = 10N/kg zadanou máme hmotnost, pomocí g vypočítáme sílu F = = 540N P = 540/0,006 = Pa = 90 kPa dosadíme do vzorce, vypočteme tlak a převedeme na kPa Tlak židle na podlahu je 90 kPa zapíšeme odpověď

Obr.40 je tlak stejný nebo různý ? Obr. 41 porovnej velikost tlakových sil a velikost tlaků

Tlak, tlaková síla

Tření smykové Zápis: Třecí síla je síla, která působí proti pohybu tělesa. Smykové tření vzniká, když se dvě tělesa z pevných látek po sobě smýkají. Třecí síla závisí: 1.na kvalitě povrchu (na druhu materiálů) 2.na velikosti tlakové síly Třecí síla nezávisí na velikosti stýkajících se ploch Klidová třecí síla je větší, než třecí síla při pohybu _______________________________________________________________ Třecí síla je tím menší, čím jsou plochy hladší. Ale pokud jsou plochy příliš hladké, dochází k přilnavosti. Ta způsobí, že třecí síla se zvětší. Např. 2 zrcátka - ta mají velmi hladký povrch Ostatní viz učebnice str

Valivé tření a odpor prostředí Podobně jako u tření smykového vzniká tření jako síla působící proti pohybu tělesa. Je však mnohem menší, než u tření smykového. Proto tam, kde to je možné, nahrazujeme tření smykové třením valivým – vynález kola.

Valivé tření a odpor prostředí Tření v technice je obvykle škodlivé, proto se jej snažíme zmenšit – užitím vhodných materiálů, kvalitou povrchu, oddělením ploch vrstvou maziva – olej, vazelína, změnou tření smykového na tření valivé (ložiska) Ale tření je užitečné – silnice a pneumatiky, chůze po zledovatělém chodníku. Nebo taky spojování materiálu hřebíky či vruty a šrouby – tyto drží díky tření Odpor prostředí – síla působící proti pohybu. Závisí na rychlosti tělesa a také na jeho tvaru. Vlastní zkušenosti – běh ve vodě, jízda na kole proti větru Červené šipky označují rychlost, modré odpor prostředí. Odpor je prostředí je důležitý u dopravních prostředků

Valivé tření a odpor prostředí Zápis:

Otázky k procvičení učiva – pohyb tělesa 1.Co je to pohyb 2.Kdy je těleso v klidu 3.Co znamená, že pohyb (i klid) je relativní 4.Co je to trajektorie 5.Co je to dráha, jednotky 6.Co je trajektorií přímočarého pohybu 7.Co je trajektorií křivočarého pohybu 8.Rozdíl mezi posuvným a otáčivým pohybem 9.Co je to průměrná rychlost, vzorec, jednotky 10.Jak převádíme z jednotky m/s na km/h a naopak 11.Čím měříme okamžitou rychlost 12.Jaký je rozdíl mezi rovnoměrným a nerovnoměrným pohybem 13.Jak vypočteme dráhu rovnoměrného pohybu – vzorec, jednotky 14.Výpočet doby rovnoměrného pohybu – vzorec, jednotky 15.Něco z 6.r – čím se měří délka, hmotnost, čas, objem, teplota, hustota a síla? U každé veličiny uveď jednotku

Otázky k procvičení učiva – účinky síly,silová pole,grafické znázornění síly 1.Co je to statické působení, jaké má účinky 2.Co je to dynamické působení, jaké má účinky 3.Kdy dojde k deformaci tělesa 4.Co je to síla, jaké jsou její jednotky 5.Jaká známe silová pole 6.Na čem závisí účinky síly 7.Postup při grafickém znázornění síly 8.Co je to výslednice 9.Početní i grafický postup při skládání rovnoběžných sil působících stejným směrem 10.Početní i grafický postup při skládání rovnoběžných sil působících opačným směrem 11.Postup při skládání různoběžných sil Pozor – budete muset použít i učebnici, vše tady nenajdete

Otázky k procvičení učiva – tíhová síla, těžiště, páka, moment síly, Newtonovy zákony. 1.Jak vypočítáme gravitační sílu z hmotnosti 2.Rozdíl mezi tíhou a gravitační silou 3.Jakou hodnotu má konstanta g 4.Co je to těžiště 5.Na čem závisí poloha těžiště, uveď příklady 6.Zákon setrvačnosti – znění, příklady (proč se kolo zastaví, přestaneme-li šlapat a planety ne.) 7.Zákon síly – viz prezentace + příklady 8.Která síla působí zakřivení trajektorie Země při pohybu kolem Slunce 9.Vysvětli průběh pohybu míčku, který vyhodíš svisle vzhůru 10.Zákon akce a reakce + příklady 11.Co je to páka, kdy dojde k rovnováze sil na páce (nápověda - momenty sil) 12.Jaké známe páky, kde páku najdeme (viz obrázky učebnice, Internet) 13.Jaký je rozdíl mezi jednozvratnou a dvojzvratnou pákou 14.Jak vypočítáme moment síly (vzorec, jednotka) 15.Co je to tlaková síla 16.Jak vypočítáme tlak 17.Jednotky tlaku a vztahy mezi nimi 18.Jak můžeme zvýšit či snížit tlak beze změny tlakové síly 19.Jak vzniká smykové tření, na čem závisí jeho velikost 20.Jakým směrem působí tření 21.Jak vzniká valivé tření 22.Jakými způsoby tření snižujeme 23.Kdy je tření užitečné 24.Jak působí odpor prostředí