S í l a, Skládání sil, Těžiště.

1. Fyzika 7.ročník ZŠ S í l a, Skládání sil, Těžiště. Creation IP&RK

2. Síla – opakování znalostí Síla se používá jako přesnější popis vzájemného působení těles. Působení těles je vždy vzájemné – působí-li jedno těleso na druhé silou, působí současně i druhé těleso na první. Vzájemným silovým působením se může změnit: Tvar tělesa Pohyb tělesa Těleso můžeme uvést z klidu do pohybu, zrychlit, zpomalit nebo zastavit. Můžeme také změnit směr pohybu. Těleso můžeme zdeformovat a to dočasně nebo trvale.

3. Tělesa mohou na sebe působit: Na „dálku“ Při dotyku Např. elektrickou, magnetickou nebo gravitační silou. Jedno těleso je v kontaktu s druhým.

4. Měření síly • Sílu měříme pružinovým siloměrem. • Prodloužení pružiny je tolikrát větší, kolikrát větší silou je pružina napínána. • Základní jednotkou síly je 1 newton ( 1 N ). • Je roven přibližně síle, kterou je k Zemi přitahováno těleso o hmotnosti 100 g. • Pro velké síly používáme násobky newtonu: • 1 kilonewton 1kN = 1 000 N • 1 meganewton 1MN = 1 000 kN = 1 000 000 N

5. TEST na převody

6. Na čem závisí účinky síly? 1. Na velikosti síly. 2. Na směru působení síly. 3. Na působišti síly.

7. Kdy vynaložíme větší sílu? • Vynaložíme vždy stejnou sílu, • Hmotnost provazu je zanedbatelná. • Sílu můžeme posunovat po její nositelce • (po přímce) beze změny účinku.

8. Znázornění síly • Síla je určena velikostí a směrem. • Její účinek závisí na poloze působiště (místo, kde síla na těleso působí). • Znázorňujeme ji orientovanou úsečkou = šipkou. Velikost úsečky je ovlivněna velikostí síly a měřítkem. Posuvný účinek síly na těleso se nezmění, posune-li se její působiště do jiného bodu tělesa po přímce, ve které síla působí.

9. Směr svislý a vodorovný • Gravitační síla nám umožňuje základní orientaci v prostoru ( dovedeme rozlišit směr dolů a nahoru ) • Směr svislý je směr do středu Země • K určování svislého směru používáme olovnici • K určování vodorovného směru se používá libela ( vodováha ) • Další měřidlo pro vodorovný směr : hadicová vodováha • Směr vodorovný je kolmý na směr svislý

10. Gravitační pole. Gravitační síla. Okolo Země je gravitační silové pole. V něm na každé těleso působí svisle dolů gravitační síla. Směr gravitační síly určujeme olovnicí. • Čím je hmotnost tělesa větší, tím větší je i gravitační síla. • Účinky gravitační síly klesají se vzdáleností od středu Země.

11. Gravitační silou se přitahují navzájem každá dvě tělesa. Velikost gravitační síly závisí na jejich hmotnostech, proto pozorujeme účinky gravitačních sil těles o velkých hmotnostech – např. planet, Měsíce či Země. Sir Isaac Newton 1643 - 1727

12. Gravitační síla • Značíme ji Fg • Její velikost je přímo úměrná hmotnosti tělesa • g = tíhové zrychlení • * vyjadřuje skutečnost, že na povrchu Země je každé těleso o hmotnosti 1 kg přitahováno silou 10 N • * závisí na zeměpisné šířce, největší je na pólech, nejmenší na rovníku • * v naší zeměpisné šířce g = 9,81 N/kg, v našich příkladech g = 10 N/kg Výpočet gravitační síly: Fg … gravitační síla v N m … hmotnost v kg g … tíhové zrychlení v N/kg

13. A trocha počítání: Příklad 1: Vypočítej, jakou gravitační silou je k Zemi přitahována a) 20 kg bedna banánů, b) automobil o hmotnosti 1,2 t, c) ty sám. Příklad 2: Urči hmotnost tělesa, které je k Zemi přitahováno silou 200 N. Tipni si, co by to mohlo být za předmět. Příklad 3: Úsečka, která odpovídá 1 N, je dlouhá 3 cm. Jaká úsečka bude představovat ve stejném měřítku sílu o velikosti 4 N? Sílu 1 N znázorníme úsečkou délky 2 cm. Jakou sílu bude představovat ve stejném měřítku úsečka dlouhá 6 cm? Auto vyvinulo tažnou sílu 3,4 kN. Vyjádři tuto hodnotu v centimetrech ( sám si zvol vhodné měřítko ).

14. Skládání sil Jestliže na těleso působí dvě nebo více sil, můžeme jejich silové účinky spojit dohromady. Tomuto postupu říkáme skládání sil. Výslednice sil je síla, která má na těleso stejný účinek, jako několik současně působících sil. 1. Rozeznáváme síly, které působí v jedné přímce, a to: Stejným směrem Opačným směrem 2. Které nepůsobí v přímce

15. Síly působící ve stejném směru • Výsledná síla má stejný směr, jako působící síly. výslednice Velikost výslednice je rovna součtu velikostí jednotlivých sil

16. Síly působící v opačném směru • Působí li dvě síly v opačném směru, má výslednice týž směr jako větší síla. výslednice Velikost výslednice je rovna rozdílu velikostí jednotlivých sil.

17. Výslednice různoběžných sil Narýsujeme úsečky znázorňující síly F1 a F2 Sestrojíme dvě rovnoběžky a || F1a b || F2 Sestrojíme úhlopříčku takto vzniklého rovnoběžníku. Její směr i velikost určuje výslednici sil F1 a F2. • je určena úhlopříčkou rovnoběžníku sil. b F1 výslednice a F2

18. Rovnováha dvou sil Dvě síly stejné velikosti a opačného směru, které působí současně na těleso v jedné přímce, mají nulovou výslednici. Jejich pohybové účinky se ruší.

19. A tuhle určitě znáte … Dědeček s babičkou zasadili řepu a …. . Nastal čas sklizně – tahali řepu. Babička silou 100N, dědeček 150N. Na vytažení řepy potřebovali ale sílu 300N. Zkuste dovyprávět příběh … Vymyslete pomocníky, jejich silové možnosti. Celý příběh zkuste namalovat – graficky znázornit všechny síly, které v příběhu hrají podstatnou roli. Hodně zdaru !!!!!

20. Valibuk Béďa se přetahoval lanem s obrem Kulihrachem. Kdo tento souboj vyhrál, když Béďa táhl silou 2,5 kN a Kulihrach silou 250 N? Úlohu řeš i graficky (zvol vhodné měřítko)!

21. Těžiště tělesa • zavěsíte-li těleso v libovolném bodě, směr • prodlouženého závěsu určuje takzvanou těžnici • průsečíkem těžnic je bod, který se nazývá • TĚŽIŠTĚ TĚLESA • každé těleso má pouze jedno těžiště • do tohoto bodu se umísťuje působiště gravitační síly

22. Těžiště tělesa • poloha těžiště závisí na rozložení látky v tělese • v klidu zůstávají tělesa: • - zavěšená nad těžištěm • - podepřená přesně pod těžištěm nebo v těžišti • těžiště může ležet i mimo těleso (podkova, pneumatika, .. )

23. Těžiště člověka je asi dva palce pod pupíkem, přesněji řečeno v oblasti spojení pátého bederního obratle a prvního segmentu křížové kosti, u žen je to asi o 1 až 2 % níže než u mužů (rozdílné rozměry pánve). Celkové těžiště těla souvisí se stabilitou člověka v jednotlivých postojích a polohách. Se změnou polohy těla se mění i poloha těžiště, to znamená že těžiště není pevný bod uvnitř těla.

24. Těžiště trupu sedícího člověka je uvnitř těla blízko páteře, asi 20 centimetrů nad pasem. Spustíte-li z tohoto bodu těžnici, prochází židlí vzadu za chodidly. Pokud chce člověk vstát, musí tato těžnice procházet mezi chodidly. Pokud vstáváme ze židle, musíme buď naklonit tělo dopředu a přemístit tak těžiště, nebo posunout nohy dozadu, abychom dostali základnu pod těžiště. Při vstávání ze židle to tak skutečně provádíme.

25. Rovnovážná poloha tělesa • Stálá ( stabilní ) • * těleso je upevněno nad těžištěm • * při vychýlení těžiště stoupá • * vrací se samo zpět do původní • polohy • * pokud je těleso podepřeno pod • těžištěm, musí svislá těžnice • procházet podstavou

26. Rovnovážná poloha tělesa II. Volná ( indeferentní ) * těleso je upevněno v těžišti * těžiště zůstává ve stejné výšce * těleso zůstává v jakékoliv vychýlené poloze

27. Rovnovážná poloha tělesa III. Vratká ( labilní ) * těleso je upevněno pod těžištěm * při vychýlení těžiště klesá * při vychýlení se těleso nevrací do původní polohy, ale klesá

28. Applet – tíha, síla Další materiály pro výuku pojmu „SÍLA“ naleznete na webu: Síla | Fyzikaonline.cz http://www.fyzikaonline.cz/sila/ Síla podrobně2 - těžiště.exe (1381). Gravitační síla, tíha tělesa. Gravitační síla a hmotnost tělesa.ppt (3292). Rovnováha sil. Účinek síly na těleso otáčivé kolem ... Směr na WEB