Založ si blog

Fyzika – Sila

V tomto článku by som sa chcel venovať ďalšej z fyzikálnych veličín a tou je sila.

Sila vzniká vďaka vzájomnému pôsobeniu dvoch telies, prípadne medzi fyzikálnymi poľami (gravitačným poľom a elektrickým poľom) a telesom.

Jednotkou sily je Newton  N.

Sila 1N vyjadruje množstvo energie (mechanickej práce) ktorú predá jedno teleso druhému telesu za jednotku času 1s.

Vzorec na výpočet sily  F = m * a.

F = sila,     m = hmotnosť,    a = zrýchlenie,

Sila F vyvolá u telesa o hmotnosti m zrýchlenie a.

Aby teleso o hmotnosti 5kg dosiahlo za 1s rýchlosť 2m/s, musí naň pôsobiť sila 10N.

a = v/t = 2/1 = 2m/s2,   F = m*a = 5*2 = 10N,

Za 1s vykoná sila 10N prácu W = F*t = 10*1 = 10J

W = F*s = 0,5*m*v2 = 0,5*5*22 = 10J,

V tomto prípade je množstvo vykonanej práce podľa obidvoch vzorcov rovnaké.

Aby teleso o hmotnosti 5kg dosiahlo rýchlosť 4m/s, musí naň pôsobiť sila 10N 2-krát dlhší čas 2s.

Za 2s vykoná sila 10N prácu W = F*t = 10*2 = 20J

W = F*s = 0,5*m*v2 = 0,5*5*42 = 40N,

Na dosiahnutie 2-krát väčšej rýchlosti musí rovnaká sila pri rovnakej hmotnosti telesa vykonať 2-krát viacej práce a nie 4-krát, ako to vychádza podľa platného vzorca na výpočet práce.

Skutočné množstvo práce pri rovnomerne zrýchlenom pohybe je možné vypočítať iba podľa vzorca W = F*t!

Aby teleso o hmotnosti m dosiahlo rýchlosť v je potrebné vždy vykonať rovnaké množstvo práce W, bez ohľadu na veľkosť použitej sily.

Ak použijem silu F, teleso o hmotnosti m bude mať zrýchlenie a a rýchlosť v dosiahne za čas t.

F = 20N,   m = 2kg,   v = 10m/s,    a = F/m = 20/2 = 10m/s2.

t = v/a = 10/10 = 1s.      W = F*t = 20*1 = 20J,

Ak použijem silu 2F, teleso o hmotnosti m bude mať zrýchlenie 2a a rýchlosť v dosiahne za čas 0,5t.

F = 40N,  m = 2kg,    v = 10m/s,    a = F/m = 40/2 = 20m/s2,

t = v/a = 10/20 = 0,5s     W = F*t = 40*0,5 = 20J,

Ak použijem silu 0,5F teleso o hmotnosti m bude mať zrýchlenie 0,5a a rýchlosť v dosiahne za čas 2t.

F = 10N,  m = 2kg,    v = 10m/s,    a = F/m = 10/2 = 5m/s2,

t = v/a = 10/5 = 2s,        W = F*t = 10*2 = 20J,

Aby teleso o hmotnosti m dosiahlo rýchlosť v je potrebné vykonať vždy rovnaké množstvo práce bez ohľadu na veľkosť použitej sily. Väčšia sila koná prácu kratší čas a menšia sila koná prácu dlhší čas.

Za kinetickú energiu je možné považovať iba prácu ktorú vykoná sila F za čas t pri rovnomerne zrýchlenom pohybe. Ek = W = F*t = m*v.

Pri rovnomerne zrýchlenom pohybe sila F nekoná prácu na celej dráhe čo platný vzorec na výpočet práce ignoruje a preto podľa platného vzorca W = F*m vychádza podstatne väčšia práca.

Sila koná prácu iba počas zmeny rýchlosti.

Pri zrýchlení 10m/s2 teleso zmení rýchlosť za 1s z 0m/s na 10m/s, alebo z 10m/s na 20m/s, alebo z 20m/s na 30m/s.  Pri každej zmene rýchlosti prejde teleso za 1s vzdialenosť 0,5*a = 5m.

Hoci za 3s prejde teleso 45m, sila koná prácu iba na dráhe 3*5m = 15m.

 

Podľa vzorca W = F*s je možné počítať iba prácu potrebnú na prekonanie trenia a odporu prostredia. Túto prácu nieje možné považovať za kinetickú energiu, lebo sa počas pohybu spotrebováva na prekonanie trenia a odporu prostredia!

Pri každom pohybe vzniká trenie. Silu potrebnú na prekonanie trenia je možné vypočítať podľa vzorca,  Ft = fo * Fn

Ft = trecia sila

fo = súčiniteľ pokojového trenia.

Fn = sila kolmá na smer pohybu (tiaž).

Na prácu potrebnú na prekonanie trenia nemá rýchlosť a ani čas žiaden vplyv a preto je závislá iba od trecej sily a dráhy. Prácu, potrebnú na prekonanie trenia na vzdialenosti s je možné vypočítať podľa vzorca  W = Ft * s.

Ft = trecia sila

s = dráha

Práca potrebná na prekonanie trenia sa počas pohybu spotrebováva na prekonanie trenia a preto ju nieje možné považovať za kinetickú energiu.

To isté platí aj pre prácu potrebnú na prekonanie gravitácie na dráhe s.

W = Fg * s.

Fg = gravitačná sila

s = dráha

Na prácu potrebnú na prekonanie gravitácie nemá rýchlosť a ani čas žiaden vplyv a preto je závislá iba od gravitačnej sily a dráhy (výšky). Práca potrebná na prekonanie gravitácie sa počas pohybu spotrebováva na prekonanie gravitácie a preto ju nieje možné považovať za kinetickú energiu.

 

 

 

 

Stres

08.03.2021

Dlhodobý stres výrazne oslabuje (ničí) imunitu. Protipandemické opatrenia dlhodobo stresujú ľudí čo sa u mnohých ľudí prejavilo oslabeným imunity a preto v dnešnej dobe zomiera tak veľa ľudí. Prísne opatrenia = veľký stres. Veľký stres = oslabená imunita. Oslabená imunita = veľa ochorení. Veľa chorých = veľa mŕtvych. Čím prísnejšie opatrenia, tým viacej [...]

Korupcia

16.02.2021

Viete, že existuje aj legálna korupcia? Sponzorstvo = legálna korupcia. Bill Gates patrí medzi najväčších sponzorov WHO. Ak nechce WHO prísť o jedného z najväčších sponzorov, musí WHO robiť také vyhlásenia ktoré vyhovujú nadácii Billa Gatesa a Americkým farmaceutickým firmám. Bohužiaľ, Bill Gates a Americké farmaceutické firmy prostredníctvom skorumpovaných [...]

Kamenné predajne

27.01.2021

Čo myslíte, pomohlo zatvorenie kamenných predajní spomaliť šírenie koronavírusu, alebo nie? Podľa mňa zatvorenie kamenných predajní ešte zrýchlilo šírenie koronavírusu! Do kamenných predajní chodia nakupovať prevažne ľudia, ktorý žijú v danom meste kde sa predajňa nachádza. Ak by sa v takejto predajni aj niekto nakazil, vírus zostane v danom meste, kde sa dá [...]

Penzista / Senior /

Ďalšie zlepšovanie situácie môže podľa odborníkov viesť až k zrušeniu vyhradených nákupných hodín pre seniorov

23.04.2021 19:02

V súvislosti s otváraním prevádzok odborníci upozorňujú na to, že zlepšujúca sa situácia a postupné uvoľňovanie opatrení nie sú signálom, že vírus zmizol.

Ružín

Na priehrade Ružín odštartoval najväčší environmentálny projekt zberu a recyklácie odpadov

23.04.2021 18:05

Cieľom projektu „Za čisté Slovensko“ bude odstraňovanie plastového odpadu a plastov z prírodného prostredia.

Vladimír Lengvarský

Lengvarský: Zmluvu o Sputniku zverejníme, aj keby ruská strana nesúhlasila

23.04.2021 17:04

Na vyjadrenie ruskej strany mieni minister zdravotníctva Lengvarský čakať podľa vlastných slov "maximálne niekoľko dní".

francúzsko útok nožom

Útočník zabil vo Francúzsku nožom policajtku. Zastrelili ho

23.04.2021 16:06, aktualizované: 18:52

K incidentu došlo v policajnej stanici vo francúzskom meste Rambouillet. Muž počas útoku zakričal "Allahu Akbar".