Skládání a rozkládání sil

Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3811
Název DUM: Skládání a rozkládání sil
Číslo DUM: III/2/FY/2/1/17
Vzdělávací předmět: Fyzika
Tematická oblast: Fyzikální veličiny a jejich měření
Autor: Mgr. Petra Kejkrtová
Anotace: Žák se seznámí se znázorněním síly. Naučí se skládat síly působící ve
stejném směru, opačném směru a dvou různoběžných sil. Naučí se rozkládat dvě síly.
Klíčová slova: Znázornění síly, skládání sil, skládání sil působících ve stejném směru, v
opačném směru, dvou různoběžných sil, rozklad sil.
Metodické pokyny: PC, DTP, metodické pokyny jsou součástí materiálu
Druh učebního materiálu: Prezentace doplněná fotografiemi a úkoly.
Druh interaktivity: Kombinovaná
Cílová skupina: Žák 7. ročníku
Datum vzniku DUM: 18.3.2013
Skládání a rozkládání sil
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Petra Kejkrtová. Dostupné z Metodického
portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozuje Národní ústav
pro vzdělávání, školské poradenské zařízení zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).
Znázornění síly
 Sílu znázorňujeme pomocí šipky, které říkáme
orientovaná úsečka.
 Každá síla je dána svojí velikostí, směrem a její účinky na
těleso závisí také na jejím působišti.
 Pokud chceme sílu znázornit pomocí šipky, musíme si
zvolit vhodné měřítko.
Skládání sil
 Skládání sil znamená hledání výslednice sil, které působí
současně na jedno těleso. Tato síla má na těleso stejné účinky.
 Vzpomínáte si na pohádku O veliké řepě? Táhli, táhli, ale řepu
nevytáhli. Nikdo z nich by sám řepu nevytáhl, ale když spojili
síly (skládání sil), nakonec se jim to podařilo.
 Důležitý poznatek: Pokud posuneme působiště síly působící na
těleso do jiného bodu po přímce, posuvné účinky síly na těleso
se nezmění.
Skládání sil působících ve stejném směru
F = F 1 + F2
 Působí-li na těleso dvě a více sil ve stejném směru, má
výslednice stejný směr jako působící síly a její velikost je rovna
součtu velikostí jednotlivých sil.
Sklonné váhy
 Slouží k měření svislé tlakové síly.
Skládání sil působících v opačném směru
F = |F1 – F2|
 Působí-li na těleso dvě síly v opačném směru, má
výslednice stejný směr jako větší síla a její velikost
se rovná rozdílu velikostí působících sil.
Rovnováha dvou sil
 Působí-li na těleso současně dvě stejně velké síly v
jedné přímce v opačném směru, jsou v rovnováze a
jejich pohybové účinky na těleso se ruší.
Skládání dvou různoběžných sil
 Výslednici dvou různoběžných sil působících na
těleso určujeme pomocí úhlopříčky rovnoběžníku sil.
 Postup:
Narýsujeme orientované úsečky znázorňující síly F1 a F2,
sestrojíme dvě rovnoběžky a||F1 a b||F2, vznikne
rovnoběžník, sestrojíme úhlopříčku, její velikost a směr
určuje výslednicí F.
Rozkládání dvou sil
 Rozložení sil znamená nalezení několika takových sil,
které mají stejné účinky jako původní síla.
 Postup:
Působištěm síly vedeme přímky ve směrech , do kterých
se síla rozkládá, doplníme na rovnoběžník tak, aby
úhlopříčkou byla původní síla, vzniklé sousední strany
rovnoběžníku nám určují jednotlivé složky.
Otázky a úkoly:
1. Jak určíme výslednici sil působících ve stejném směru? Co platí
pro velikost a směr této výslednice?
Velikost je dána součtem jednotlivých sil, směr je stejný jako u
působících sil.
2. Jakou silou tlačí na podlahu Jana, když váží 51 kg a na zádech má
batoh o hmotnosti 8 kg? Znázorni i graficky.
3. Na dané těleso působí v téže přímce současně síly: 2 N, 3 N,5 N.
Urči výslednici sil, působí-li tyto síly ve stejném směru. Znázorni.
4. Co platí pro velikost a směr výslednice dvou sil, které působí na
těleso v opačném směru?
Velikost je dána rozdílem působících sil a směr je určen směrem
větší působící síly.
5. Kdy nastává rovnováha dvou sil?
Když na těleso působí současně dvě stejně velké síly v opačném
směru.
Otázky a úkoly:
6. Na parašutistu působí v určitém okamžiku svisle dolů gravitační
síla o velikosti 750 N a svisle vzhůru odporová síla vzduchu 350 N.
Určete výslednici těchto sil. Znázorněte graficky.
7. Uveď příklady, kdy jsou síly v rovnováze.
Stojíme na podlaze. Působí na nás silou svisle nahoru, gravitační
síla svisle dolu (jsou v rovnováze). Zavěsíme závaží na provázek.
Provázek působí silou svisle nahoru, grav. síla svisle dolu (jsou v
rovnováze) atd.
8. Urči graficky výslednici dvou sil o velikosti F1 = 20 N, F2 = 50 N,
působících v témže bodě. Jejich směry spolu svírají úhel
a) 60°
b) 120°
Řešení grafických úloh:
2. m1 = 51 kg » F1 = 510 N
m2 = 8 kg » F2 = 80 N
F = F1 + F 2
F = 510 + 80
F = 590 N
3. F1 = 2 N
F2 = 3 N
F3 = 5 N
F = F1 + F 2 + F 3
F=2+3+5
F = 10 N
1 cm =̂ 1 N
1 cm =̂ 100 N
Řešení grafických úloh:
6. F1 = 750 N
F2 = 350 N
F = F1 - F2
F = 750 – 350
F = 400 N
1 cm =̂ 100 N
8. a) F1 = 20 N
F2 = 50 N
α = 60°
1 cm =̂ 10 N
Řešení grafických úloh:
8. b) F1 = 20 N
F2 = 50 N
α = 120°
1 cm =̂ 10 N
Použité zdroje:
Obrázky a fotografie autor.