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.
