Zákon síly

Také je znám jako druhý Newtonův zákon, je jedním z nejdůležitějších zákonů, které popisují dynamiku pohybu (proč objekty mění svůj pohybový stav).

Definice

Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae et fieri secundam lineam rectam qua vis illa imprimitur. (Newtonova formulace zákona)

Je vyjádřen matematicky jako rovnice mezi výslednicí sil působících na těleso (\vec F), jeho zrychlením (\vec a) a setrvačností tělesa vyjádřené jeho hmotností (m).

\vec F=m\cdot \vec a

Rovnice se mohou také objevit bez znázornění vektorových veličin šipkou nebo jiným prvkem (např. tučná sazba vektorů). Mnohdy jde jen o pohodlnost zapisovatele (například když je to zřejmé z kontextu). Jindy ale může jít o záměr, protože formálně platí

\vec F=\mathrm{vektorová\;veličina}\;\;\;\;\times\;\;\;\; F=\mathrm{velikost\;této\;veličiny\;(délka\;vektoru)}

Jiné tvary

Pomocí matematických úprav této rovnice můžeme dojít také k dalším tvarům:

\vec a=\frac{\vec F}{m}

Tento tvar \vec a=\frac{\vec F}{m} je fyzikálně asi nejlogičtější, protože zrychlení, které je z našeho pohledu následek (levá strana rovnice) je důsledkem příčin tohoto pohybu (přítomnost sil \vec F, hmotnost tělesa).

Podle první rovnice \vec F=m\vec a by to vypadalo, jako by síla byla důsledkem zrychlení \vec a. Zrychlení tělesa ale nic nezpůsobuje.

m=\frac{F}{a}

Protože je hmotnost skalár, je podílem velikostí obou vektorů což můžeme zapsat právě jako \frac{F}{a} (bez šipek) nebo uzavřením vektorů do svislých čar m=\frac{\lvert\vec F\rvert}{\lvert\vec a\rvert}.

Zajímavosti

Protože \vec F i \vec a jsou vektory a m je jen skalár (číslo) směřují zrychlení i výsledná síla stejným směrem.

Zákon síly není definicí síly, protože o ní nic konkrétního neříká (odkud se vzala, jaká je, …).