🌍 Gdzie spotykamy siły w prawdziwym świecie?
Siły działają na nas i na otaczające nas przedmioty praktycznie cały czas. Dzięki nim możemy chodzić, jeździć, podnosić przedmioty, hamować i budować.
Czym jest siła?
Siła jest miarą wzajemnego oddziaływania ciał.
Jeżeli działamy na ciało siłą, możemy zmienić jego ruch lub jego kształt.
Stojąca piłka nie zacznie sama się poruszać. Jeżeli kopniemy ją nogą, działamy na nią siłą.
Siła powoduje zmianę jej ruchu.
Siła jako wektor
Siła jest wielkością wektorową. Oznacza to, że aby dokładnie opisać siłę, musimy znać kilka informacji.
Jednostka siły — niuton
Jednostką siły w układzie SI jest niuton. Oznaczamy go symbolem:
Nazwa pochodzi od nazwiska angielskiego fizyka Isaaca Newtona.
W praktyce spotykamy również większe jednostki:
| Jednostka | Symbol | Przeliczenie |
|---|---|---|
| niuton | N | 1 N |
| kiloniuton | kN | 1 kN = 1000 N |
| meganewton | MN | 1 MN = 1 000 000 N |
Rodzaje sił
W różnych sytuacjach fizycznych spotykamy różne rodzaje sił.
Siła ciężkości
Na każde ciało znajdujące się w pobliżu powierzchni Ziemi działa siła ciężkości.
Jej wartość możemy obliczyć ze wzoru:
gdzie:
- Fg — siła ciężkości [N],
- m — masa [kg],
- g — przyspieszenie grawitacyjne [N/kg].
W zadaniach szkolnych często przyjmujemy:
Plecak ma masę 5 kg. Oblicz jego siłę ciężkości.
Siła ciężkości działająca na plecak wynosi 50 N.
Siła sprężystości
Jeżeli rozciągniemy lub ściśniemy sprężynę, pojawia się siła sprężystości.
Dąży ona do przywrócenia ciału jego pierwotnego kształtu.
Gdy rozciągamy gumkę recepturkę, czujemy, że próbuje wrócić do wcześniejszego kształtu.
To właśnie efekt działania siły sprężystości.
Siła tarcia
Siła tarcia pojawia się, gdy dwie powierzchnie stykają się i jedna próbuje przesuwać się względem drugiej.
Tarcie zazwyczaj działa przeciwnie do kierunku ruchu.
Rower porusza się do przodu, ale tarcie i opór powietrza działają przeciwnie do jego ruchu.
Bez odpowiedniego tarcia między oponami a podłożem rower bardzo łatwo straciłby przyczepność.
Tarcie jest potrzebne
Tarcie nie zawsze jest zjawiskiem niepożądanym. Bez niego wiele codziennych czynności byłoby niemożliwych.
Jak zmniejszamy tarcie?
W maszynach tarcie często jest niepożądane, ponieważ powoduje straty energii i zużywanie elementów.
- stosujemy smary,
- używamy łożysk,
- wygładzamy powierzchnie,
- stosujemy odpowiednie materiały.
Siła wypadkowa
Na jedno ciało może działać jednocześnie kilka sił. Możemy je zastąpić jedną siłą — siłą wypadkową.
Siły działające w tę samą stronę
Jeżeli dwie siły działają w tę samą stronę, ich wartości dodajemy.
Dwie osoby pchają wózek. Pierwsza działa siłą 30 N, druga 20 N. Obie pchają w tę samą stronę.
Siła wypadkowa wynosi 50 N.
Siły działające w przeciwnych kierunkach
Jeżeli siły mają przeciwne zwroty, od większej wartości odejmujemy mniejszą.
Jedna osoba ciągnie linę siłą 80 N w prawo, a druga siłą 50 N w lewo.
Siła wypadkowa wynosi 30 N i jest skierowana w stronę większej siły.
Równowaga sił
Jeżeli siła wypadkowa działająca na ciało wynosi zero, mówimy, że siły się równoważą.
Nie oznacza to jednak, że na ciało nie działają żadne siły. Mogą działać siły, które wzajemnie się równoważą.
Na książkę działa siła ciężkości skierowana w dół. Jednocześnie stół działa na książkę siłą podłoża skierowaną w górę.
Jeżeli obie siły mają taką samą wartość:
Książka pozostaje w spoczynku.
Ćwiczenia interaktywne
💪 Oblicz siłę ciężkości
Podaj masę ciała. Przyjmij g = 10 N/kg.
🪢 Oblicz siłę wypadkową
Podaj dwie siły działające w przeciwnych kierunkach.
➕ Siły w tę samą stronę
Podaj dwie siły działające w tę samą stronę.
🧠 Czy siły się równoważą?
Wybierz odpowiedź.
Zadania dla ucznia
Spróbuj rozwiązać zadania samodzielnie. Po wpisaniu odpowiedzi możesz od razu sprawdzić wynik.
Oblicz siłę ciężkości działającą na ciało o masie 8 kg. Przyjmij g = 10 N/kg.
Na ciało działają dwie siły w tę samą stronę: 30 N i 20 N. Oblicz siłę wypadkową.
Na sanki działa siła 70 N w prawo i 40 N w lewo. Oblicz wartość siły wypadkowej.
Jaka jest jednostka siły w układzie SI?
Ciało ma masę 12 kg. Oblicz jego siłę ciężkości. Przyjmij g = 10 N/kg.
Na ciało działają dwie przeciwne siły: 100 N i 60 N. Jaka jest siła wypadkowa?
Która siła przeciwdziała ruchowi dwóch stykających się powierzchni?
Na ciało działają dwie siły po 40 N w przeciwnych kierunkach. Jaka jest siła wypadkowa?
Sprężyna została rozciągnięta. Jaki rodzaj siły pojawia się w sprężynie?
Na ciało działa siła 25 N w prawo oraz siła 25 N w lewo. Co możemy powiedzieć o sile wypadkowej?