
Zákon síly: se vztahy

Také je znám jako druhý Newtonův zákon, je jedním z nejdůležitějších zákonů, které popisují dynamiku pohybu (proč objekty mění svůj pohyb).
Matematicky je vyjádřen jako rovnice mezi výslednicí sil působících na těleso (\vec F), jeho zrychlením (\vec a) a setrvačností tělesa vyjádřenou jeho hmotností (m).
\vec F=m\cdot \vec a
Rovnice napsaná bez znázornění vektorových veličin (F=m\cdot a) je také častá, zejména když není směr zrychlení důležitý (např. vše probíhá na přímce).
- Těleso o hmotnosti 1 kg se pohybuje se zrychlením 1 m/s² → síla 1 N.
- Láhev limonády (2 kg) padá se zrychlením asi 10 m/s² → síla 20 N.
- Karta BANGu (0,001 g) klouže po stole a brzdí se zrychlením 2 m/s² → síla 0,002 N.
Jiné tvary
Pomocí matematických úprav můžeme dojít k dalším tvarům:
\vec a=\frac{\vec F}{m}
Tento tvar je fyzikálně asi nejlogičtější, protože zrychlení, které je z našeho pohledu následek (levá strana rovnice), je důsledkem příčin tohoto pohybu (přítomnost sil \vec F, setrvačnost tělesa kvůli hmotnosti m).
- Sáně s dítětem (10 kg) táhne výsledná síla 5 N → Síla způsobí zrychlení saní 0,5 m/s².
- Auto (1500 kg) brzdí s výslednou silou 6000 N → Zrychlení (resp. zpomalení) auta bude 4 m/s².
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}.
- Vláček pohání výsledná síla o velikosti 0,3 N a pohybuje se se zrychlením 1,5 m/s². → Musí mít hmotnost 0,2 kg.
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, …).
Původní Newtonova formulace
Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae et fieri secundam lineam rectam qua vis illa imprimitur.
Zavřít