FIZIKA

 22  


Razlikujemo sile koje djeluju na daljinu i sile koje djeluju na dodir. Sile mogu biti privlačne i odbojne.

Sila trenja se javlja kada jedno tijelo klizi po drugome. Na primjer, knjiga i stol međudjeluju te se knjiga zaustavlja zbog otpora kretanju koji se javlja između knjige i stola. Ovo međudjelovanje nazivamo silom trenja.

Stiskanjem gumene loptice, ruka djeluje na lopticu i loptica djeluje na ruku tako da se opire promjeni oblika. Nakon što prestane međudjelovanje između loptice i ruke, loptica se vraća u prvobitni oblik. Sila kojom se loptica opire promjeni oblika naziva se elastična sila.

Magnetska sila među tijelima može biti privlačna ili odbojna.

Električna sila, takođe, može biti privlačna ili odbojna.

Sila je vektorska veličina. To znači da, osim iznosa, ima smjer i orijentaciju. Smjer je pravac na kojem djeluje sila, a orijentacija nam govori na koju stranu na pravcu sila djeluje. Katkad je važno znati i na koju tačku nekog tijela djeluje sila. Tu tačku nazivamo hvatište sile.
Silu kao vektorsku veličinu označavamo strelicom iznad oznake  F . Mjerna jedinica za silu je newton i označava se velikim slovom N.

Vektori

Vektore crtamo tako da dužina vektora određuje njegov iznos, smjer označavamo strelicom, a hvatište vektora možemo prenositi duž pravca vektora. Dakle, razlikujemo vektorski izraz ( F ) koji ima iznos, smjer i orijentaciju i skalarni izraz (F) koji ima samo iznos, odnosno brojnu vrijednost.
Sile koje istovremeno djeluju na tijelo nazivaju se komponente i označavaju se  F1 ,  F2  itd. Rezultanta je ukupni zbir sila koje djeluju na istom pravcu.   Iznos rezultantne sile jednak je zbiru iznosa komponenata kada sile djeluju u istom smjeru, a razlici ukoliko sile djeluju u suprotnim smjerovima.

Elastična sila

Elastična sila je sila koja nastoji vratiti tijelo u prvobitni oblik. Elastična sila je suprotne orijentacije od sile koja rasteže elastično tijelo. Svojstvo tijela da se nakon prestanka djelovanja sile vrati u prvobitni oblik naziva se elastičnost. Tijela ponekad pokazuju svojstva elastičnosti do određene granice. Prijeđemo li tu granicu, tijela gube svoja elastična svojstva i neće se vratiti u prvobitni oblik; tako je npr. slučaj sa oprugom od hemijske olovke - kada oprugu rastegnemo preko njezine granice elastičnosti (kada djelujemo velikom silom), ona se više neće vratiti u prvobitni oblik.
Upravo se svojstvo tijela da se nakon prestanka djelovanja sile ne vrati u prvobitni oblik naziva plastičnost.

Dužinu nerastegnute opruge označavamo oznakom l0, dužinu rastegnute opruge označavamo oznakom l. Produženje opruge jednako je razlici tih dviju dužina i označavamo ga sa Δl. Vidimo da što je broj utega jednakih masa veći, veće je i produženje opruge. Za dvaput veći broj utega jednakih masa, produženje opruge je dvaput veće. Produženje opruge srazmjerno je broju utega, tj. sili koja djeluje na oprugu, Δl ∼ F.

Elastičnu silu iskazujemo izrazom Fel = -k · Δl, koji se naziva Hookeov zakon. Minus u formuli označava smjer elastične sile koji je suprotne orijentacije od djelovanja sile koja rasteže ili pritišće oprugu. Elastična sila i sila koja rasteže ili pritišće oprugu istog su iznosa, ali su suprotne orijentacije. Opruge su različite prema svojim svojstvima, koja možemo iskazati konstantom elastičnosti opruge k [N/m].

Znamo već da se mjerni instrument kojim mjerimo silu naziva dinamometar.   Dinamometar se sastoji od elastične opruge u kućištu i mjerne ljestvice koja pokazuje silu u njutnima. Pomoću dinamometra direktno očitavamo sile tako da na njega objesimo predmet ili ga vučemo po podlozi. Opruga u dinamometru rasteže se srazmjerno sili kojom djelujemo. Što je sila koju mjerimo veća, to će se i opruga dinamometra više rastegnuti. Očitavanjem do koje se oznake na mjernoj ljestvici opruga rastegnula određujemo kolika je sila. Opruga će se uvijek vratiti u prvobitni položaj, što omogućava ponavljanje mjerenja.

Sila teže i težina tijela

Sila teže je sila kojom Zemlja djeluje na tijela. Usmjerena je vertikalno prema središtu Zemlje. Hvatište sile teže je u tijelu, tj. u tački koja se naziva težište. Silu teže označavamo oznakom Fg i kao sve druge sile iskazujemo mjernom jedinicom njutn.   Težina je sila kojom tijelo djeluje na podlogu na kojoj se nalazi ili na ovjes na koji je obješeno. Težina ima isti iznos, smjer i orijentaciju kao i sila teže. Hvatište težine je na podlozi ili na ovjesu gdje se tijelo nalazi. Težinu označavamo oznakom G [N]. Težinu mjerimo dinamometrom koji pokazuje silu kojom tijelo djeluje na oprugu.
Može se uočiti iz primjera utega i opruge da je težina tijela srazmjerna masi (za dvaput veću masu, težina je dvaput veća). Ako podijelimo težinu i masu tijela, uvijek dobijemo isti broj koji označavamo oznakom g. Na planeti Zemlji on iznosi približno g ≈ 10 N/kg, dok je na drugim planetama ovaj broj manji ili veći, ovisno o masi planete.

Ako nam je poznata masa tijela, onda težinu tijela možemo izračunati izrazom:
G = m · g
G - težina tijela
m - masa tijela
g ≈ 10 N/kg (na Zemlji)

Sila teže i težina iznosom su jednake sile, Fg = G.
Težina je posljedica privlačnog djelovanja Zemlje ili planete na kojoj se tijelo nalazi; smjer djelovanja im je vertikalno prema dole, a hvatišta ovih sila nisu u istoj tački.

Tijela na Zemljinoj površini nemaju svuda jednaku težinu. Ovo je posljedica spljoštenosti Zemlje na polovima. Tijela će na polovima imati veću težinu nego na ekvatoru. Zbog jednostavnijeg računanja, upotrebljavamo približnu vrijednost za g od 10 N/kg.   Težina je sila kojom tijelo djeluje na podlogu na kojoj se nalazi i posljedica je sile teže.
Gravitacijska sila privlačno je međudjelovanje između dviju masa. To međudjelovanje uočavamo kada barem jedno od tih dvaju tijela ima veliku masu.
Sila teže jeste međudjelovanje između planete i tijela koje se nalazi na njoj.
Količnik težine i mase tijela g ima različite vrijednosti na različitim planetama. Zato je i težina tijela na tim planetama različita. Masa tijela ostaje nepromijenjena, bez obzira na kojem se planetu nalazili, dok se težina tijela mijenja. Npr. na planetama koje imaju veću masu od Zemlje sila teže koja djeluje na tijelo veća je nego na Zemlji, a na planetama koje imaju manju masu od Zemlje sila teže koja djeluje na tijelo manja je nego na Zemlji.

Težina tijela se smanjuje kako se udaljavamo od Zemljine površine. Bestežinsko stanje je stanje u kojem se ne osjeti djelovanje sile teže na tijelo. Tijelo tada ne pritišće na podlogu, odnosno nema težinu, što vrijedi npr. za astronaute u svemirskoj letjelici koja kruži oko Zemlje.

« Previous Next »