Zákon vzájemného působení dvou těles (Učebnice strana 64 – 66) Působí-li jedno těleso na druhé, působí současně druhé těleso silou na první těleso. Vzájemným silovým působením se může změnit tvar tělesa nebo pohyb tělesa (uvést do pohybu, zbrzdit nebo urychlit pohyb, změnit směr pohybu nebo zastavit pohyb). Tělesa na sebe mohou působit při dotyku nebo „na dálku“, např. elektrickou, magnetickou nebo gravitační silou. Při natahování upevněné pružiny prst natahuje pružinu silou F1, pružina silou F2 prst deformuje. Obě síly mají stejnou velikost, ale opačný směr. F2 F1 Magnet přitahuje kuličku magnetickou silou F1, současně i kulička přitahuje magnet silou F2, která je stejně veliká, ale má opačný směr. F2 F1

Použijeme-li siloměry, můžeme změřit velikost působících sil. F2 F1 Při natahování upevněné pružiny prst natahuje pružinu silou F1, pružina silou F2 prst deformuje. Obě síly mají stejnou velikost. Natáhneme volnou pružinu. F2 F1 Na obou stranách působí na pružinu síly stejné velikosti, ale opačného směru. Přestane-li jedna síla působit, zanikne současně i druhá síla. Zákon vzájemného působení dvou těles zformuloval Isaac Newton. Působí-li jedno těleso na druhé silou, působí i druhé těleso na první silou stejně velkou opačného směru. Síly vzájemného působení současně vznikají a současně zanikají. Každá z nich působí na jiné těleso. Tento zákon se také nazývá zákon akce a reakce (jedna síla – akce, druhá – reakce).

Nafoukneme balonek a pak ho pustíme. Balonek vytlačuje silami pružnosti vzduch ven. Síla proudícího vzduchu tlačí balonek na opačnou stranu. F2 Balonek působí na vzduch silou F1, vzduch působí na balonek silou F2 na opačnou stranu. Obě síly působí v jedné přímce. Síly působí na různá tělesa, proto se jejich účinky nemohou rušit. Síly jsou stejně velké, opačného směru, ale nejsou v rovnováze. F1 Zákon vzájemného působení sil se využívá např. u reaktivních motorů, které se používají u proudových letadel a raket. Jsou založeny na využití síly reakce, která vzniká při prudkém vytékání plynů z trysek letadla nebo rakety směrem dozadu. Akcí je síla, kterou motory vytlačují plyny z trysek. Podle zákona akce a reakce působí plyny na motory stejně velkou silou v opačném směru. Tím pohánějí letadlo dopředu. Síly vzájemného působení dvou těles působí vždy na dvě různá tělesa, proto se nemohou ve svých účincích rušit – nejsou v rovnováze. Kámen padá k Zemi, protože ho Země přitahuje gravitační silou Fg. Podle zákona akce a reakce musí kámen přitahovat Zemi stejně velkou silou F‘. Pohybový účinek síly je však při stejných podmínkách tím menší, čím větší je hmotnost tělesa. Protože hmotnost Země je veliká, síla kamene F‘ s ní nepohne.

Příklad: Na větvi visí hrozen vína o hmotnosti 200 g. Jak velkou silou F1 působí hrozen na větev? F2 Na hrozen působí Země gravitační silou Fg = m · g, stejně velkou silou F1 a stejného směru působí hrozen na větev. F1 Fg Jak velkou silou F2 působí větev na hrozen? Hrozen působí na větev silou F1 = 2 N, větev na hrozen tedy působí silou stejně velkou opačného směru (síly vzájemného působení). F2 = F1 = 2 N Jsou sily F1 a F2 v rovnováze? Nejsou, hrozen působí na větev silou F1, větev na hrozen silou F2. Každá síla působí na jiné těleso, jedná se o síly vzájemného působení. Na hrozen působí Země gravitační silou Fg a větev tahovou silou Ft. Jsou tyto síly v rovnováze? Ft Ano, jsou. Obě síly, gravitační síla Fg a tahová síla větve na hrozen Ft, působí na stejné těleso – na hrozen. Fg

Hrozen vína se utrhl a padá. Hrozen se pohybuje zrychleným pohybem. Mohou být síly působící na hrozen v rovnováze? Fo F Na hrozen působí Země gravitační silou Fg a odporová síla Fo. Fg Pohybuje-li se hrozen zrychleným pohybem, pak na hrozen působí výsledná síla F, která pohyb urychluje. Gravitační sila Fg je větší než odporová síla Fo, působící síly nemohou být v rovnováze. Může se hrozen pohybovat rovnoměrným přímočarým pohybem? Fo Ze zákona setrvačnosti těleso setrvává v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém, jestli na ně nepůsobí jiná tělesa silou nebo jestli jsou síly působící na těleso v rovnováze. Fg Na hrozen při pohybu působí gravitační sila Fg a odporová síla Fo. Jsou-li tyto síly stejně velké opačného směru, tedy jsou v rovnováze a hrozen se bude pohybovat rovnoměrným přímočarým pohybem. Odporová síla Fo závisí na rychlosti pohybu a tvaru pohybujícího se tělesa. kde k je koeficient odporu prostředí a v rychlost pohybu tělesa. Odporová síla je tím větší, čím větší je rychlost tělesa. Při určité rychlosti se vyrovná velikost odporové síly velikosti gravitační síly, jsou v rovnováze, těleso už nezrychluje a pohybuje se rovnoměrně přímočaře.

Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 67 – 69. Hrozen vína dopadne na zem. Jak velkou silou F3 působí hrozen na zem? Na hrozen působí Země gravitační silou Fg = m · g, stejně velkou silou F3 a stejného směru působí hrozen na zem. F4 Fg F3 Jak velkou silou F4 působí zem na hrozen? Hrozen působí na zem silou F3 = 2 N, zem na hrozen tedy působí silou stejně velkou opačného směru (síly vzájemného působení). F4 = F3 = 2 N Jsou sily F3 a F4 v rovnováze? Nejsou, hrozen působí na zem silou F3, zem na hrozen silou F2. Každá síla působí na jiné těleso, jedná se o síly vzájemného působení. Ft Na hrozen působí Země gravitační silou Fg a zem tlakovou silou Ft. Jsou tyto síly v rovnováze? Ano, jsou. Obě síly, gravitační síla Fg a tlaková síla země na hrozen Ft, působí na stejné těleso – na hrozen. Fg Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 67 – 69.