Fyzika – obsah > Mechanika – teorie srozumitelně > Druhý Newtonův pohybový zákon
Začneme opakováním z předchozí kapitoly (První Newtonův pohybový zákon — setrvačnost).
1. úkol: Krabičku uvedeme strčením do pohybu. Nakreslete všechny síly, které na ni působí, pokud se pohybuje (když už se jí nedotýkáme), než se zastaví.
2. úkol: Krabičku uvádíme strčením do pohybu. Nakreslete všechny síly, které na ni působí (dotýkáme se jí).
Pokud se krabičky dotýkáme – tlačíme na levou stěnu a krabičku posunujeme doprava (ruka není v obrázku zakreslena), působíme na krabičku silou, která ji urychluje. Síla tak zvyšuje její rychlost (krabička byla nejprve v klidu, pak se působením síly rozjíždí). Krabička se tedy pohybuje se zrychlením.
Výslednice sil působících na krabičku je:
FV = FG + FP + Ft + F
Síly FG a FP se vyruší (jejich pohybové účinky), můžeme tak psát
FV = Ft + F
FV = F − Ft
Výslednice je evidentně nenulová, jelikož síla „ruky” (F) je větší, než třecí síla (viz předchozí obrázek).
A jelikož výslednice sil na těleso působících je nenulová, neplatí první Newtonův pohybový zákon. Těleso tak není ani v klidu, ani v pohybu rovnoměrném přímočarém. Krabička se tedy díky působení ruky pohybuje zrychleným pohybem.
Zrychlení má směr pohybu (směr výslednice).
Je zřejmé, že čím větší silou zapůsobíme („čím silněji do krabičky strčíme”), tím bude výslednice sil větší, tím více krabičku urychlíme; a tím dále dojede.
Čím větší síla, tím větší zrychlení.
Velikost zrychlení však bude záviset ještě na něčem; a to na hmotnosti. Těleso s vyšší hmotností je totiž těžší urychlit než těleso s nižší hmotností.
Přesněji řečeno – pokud chceme, aby se těleso o vyšší hmotnosti pohybovalo se stejným zrychlením, jako těleso o nižší hmotnosti, musíme na něj (na těleso vyšší hmotnosti) působit větší silou.
Ještě jinak:
Abychom dosáhli stejného zrychlení, musíme na těžší těleso působit větší silou.
Pro zrychlení tedy dostáváme vztah:
a = F/m ⇒ F = ma
Zvětšujeme-li sílu, zrychlení roste. Zvětšujeme-li hmotnost, zrychlení klesá
(při stejné síle).
Výše uvedený vztah je 2. Newtonův pohybový zákon, který říká:
Velikost zrychlení tělesa je přímo úměrná velikosti výslednice sil působících na těleso a nepřímo úměrná hmotnosti tělesa. Směr zrychlení je stejný jako směr výslednice.
Pozn.: Jak je to s třecí silou při rozjíždění krabičky z klidu na pohyb rovnoměrně zrychlený, nechávám do kapitoly o třecí síle.
Stáhnout jako PDF [169 kB]
∇ nabla 2010–2023. Fyzika optimalizovaná pro lidi.