Siła wypadkowa — dodawanie i odejmowanie sił — kurs Fizyka SP: Oddziaływania i siły

Co dziś robimy

1. 10 min3.1. Siła wypadkowa — co to jest Punkt przyłożenia — miejsce, w którym siła działa na ciało (początek strzałki).
2. 10 min3.2. Dodawanie sił o zgodnych zwrotach punkt przyłożenia — ten sam punkt na ciele,
3. 18 min3.3. Odejmowanie sił o przeciwnych zwrotach i równowaga wartość wypadkowej wynosi zero: F w = 400 N − 400 N = 0 N ,
4. 5 minPodsumowanie bilet wyjściowy i zadanie domowe

3.1. Siła wypadkowa — co to jest

Na ciała w rzeczywistości rzadko działa tylko jedna siła. Na jadący rower działają jednocześnie siła mięśni nóg, ciężar, opór powietrza, nacisk siodełka i tarcie opon o asfalt.

• Punkt przyłożenia — miejsce, w którym siła działa na ciało (początek strzałki).
• Kierunek — prosta, wzdłuż której działa siła, np. pozioma lub pionowa.
• Zwrot — grot strzałki: w prawo, w lewo, w górę albo w dół.
• Wartość — długość strzałki w niutonach; przy ustalonej skali strzałka dwa razy dłuższa oznacza dwa razy większą siłę.

3.2. Dodawanie sił o zgodnych zwrotach

Najprostszy przypadek to siły działające wzdłuż tej samej prostej i skierowane w tę samą stronę . Wtedy siła wypadkowa ma:

• punkt przyłożenia — ten sam punkt na ciele,
• kierunek — bez zmian (ta sama linia prosta),
• zwrot — bez zmian (zgodny ze zwrotem sił składowych),
• wartość — równą sumie wartości sił składowych.

3.3. Odejmowanie sił o przeciwnych zwrotach i równowaga

Gdy siły działają wzdłuż tej samej prostej, ale są skierowane przeciwnie , częściowo się znoszą. Klasyczne przykłady to przeciąganie liny, hamowanie samochodu (napęd w przód, hamulce w tył) oraz opadanie spadochroniarza (ciężar w dół, opór…

• wartość wypadkowej wynosi zero: F w = 400 N − 400 N = 0 N ,
• zgodnie z I zasadą dynamiki Newtona ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym — znacznik na linie ani drgnie.
• Siły równoważące się działają na to samo ciało — np. ciężar jabłka 1 N w dół i siła gałęzi 1 N w górę. Wypadkowa wynosi 0 N, więc jabłko wisi nieruchomo.
• Siły akcji i reakcji (III zasada dynamiki) działają na dwa różne ciała — Ziemia przyciąga jabłko, a jabłko przyciąga Ziemię.

Co zabrać z lekcji

• Siła wypadkowa pozwala przewidzieć ruch ciała bez analizowania całej listy oddziaływań.
• Reguła działa dla dowolnej liczby sił: trzy siły o wartościach 12 N, 18 N i 25 N o zgodnym zwrocie dają wypadkową 55 N.
• wartość wypadkowej wynosi zero: F w = 400 N − 400 N = 0 N ,