Djevojčica nije uspjela sama pomaknuti stol pa joj je majka pomogla. Djevojčica je djelovala silom na stol, ali ta sila nije bila dovoljna. Majka i djevojčica zajedno su djelovale na stol i ukupna sila kojom su djelovale jednaka je zbroju njihovih pojedinačnih sila. Zajedno su uspjele svladati silu trenja.
Sila kao vektorska veličina
Povezani sadržaji
Sila je vektorska veličina. To znači da osim iznosa ima smjer i orijentaciju. Smjer je pravac na kojem djeluje sila, a orijentacija nam kaže na koju stranu na pravcu djeluje. Katkad je važno znati i na koju točku nekog tijela djeluje sila. Tu točku nazivamo hvatište sile. Vektore crtamo tako da duljina vektora određuje njegov iznos, smjer označavamo strelicom, a hvatište vektora možemo prenositi duž pravca vektora.
Vektorski izraz:
(sadržava iznos, smjer i orijentaciju)
Skalarni izraz:
(sadržava samo iznos, odnosno brojčanu vrijednost)
Sile koje istodobno djeluju na tijelo nazivaju se komponente i označavaju se s itd.
Dvije sile koje djeluju u istom smjeru
Ukupni zbroj sila na tijelo koje djeluju na istom pravcu nazivamo rezultantnom silom ili rezultantom.
Rezultantna sila jednaka je jednoj sili koja može zamijeniti zbroj pojedinačnih sila.
Djevojčica i majka na stol su djelovale silama koje su bile
u istome smjeru pa je ukupna sila bila jednaka zbroju iznosa njihovih pojedinačnih sila.
Iznos rezultantne sile jednak je zbroju iznosa komponenata kada sile djeluju u istom smjeru.
Primjer 1.
Na tijelo djelujemo s četirima jednakim silama. Svaka od njih iznosi
u istom smjeru i sve su jednake orijentacije. Koliko iznosi rezultantna sila na tijelo?
Ako na tijelo djelujemo s četirima silama jednakog iznosa, smjera i orijentacije, ukupna sila na tijelo bit će četiri puta veća od pojedinačne sile.
Pogledajmo animaciju.
Konji vuku kola u istom smjeru. Ukupna sila je zbroj sila svakog konja. Primjerice, ako je vučna sila jednog konja 800 N, kada su dva konja, ukupna je sila 1600 N, a kada su četiri konja, ukupna je sila 3200 N.
Riješimo zadatke.
Zadatak 1.
Helena i Stipe djeluju na tijelo jednakim silama jednakog smjera i jednake orijentacije djelovanja. Kolika je ukupna sila na tijelo?
Goran i Franimir podižu s pomoću užeta košaru na drugi kat zgrade. Goran vuče silom od
a Franimir silom od
Kolika je rezultantna sila?
Ukupna sila na tijelo bit će dvaput veća od pojedinačne sile kojom djeluju Helena i Stipe.
Rezultanta sila jednaka je
Što se dogodilo s položajem stola. Jeste li to očekivali?
Iznos rezultantne sile jednak je razlici iznosa komponenata kada sile djeluju suprotnom orijentacijom.
Iznosom veću silu označili smo s
Majka i djevojčica guraju stol, ali suprotnom orijentacijom na istom smjeru. Djevojčica djeluje slabijom silom od majke. Ukupna sila koja djeluje na stol jednaka je razlici iznosa pojedinačnih sila. Rezultantna sila ima orijentaciju veće sile, odnosno majke.
Primjer 2.
Dvije sile koje djeluju na tijelo imaju iznose od
i
a kut između njihovih pravaca je
stupnjeva, odnosno smjer sila je isti, a orijentacija im je suprotna. Kolika je rezultantna sila na tijelo?
Zadatak 2.
Djevojčice i dječaci iz 7.a natječu se u povlačenju užeta. Djevojčice vuku silom od
a dječaci vuku silom od
Jesu li pobijedile djevojčice ili dječaci? Odredite rezultantnu silu.
Karlo i Blaž guraju ormar svaki silom od
a Toni gura ormar silom od N suprotne orijentacije od Blaža i Karla. Koliko iznosi rezultantna sila i koja joj je orijentacija?
Rezultantna sila je
Pobijedile su djevojčice.
Rezultantna sila iznosi
Orijentacija rezultantne sile jednaka je orijentaciji sila kojima djeluju Karlo i Blaž.
Što mislite zbog čega se stol ne pomiče? Djeluje li djevojčica silom na stol? Djeluje li dječak silom na stol? Kakve su te sile? Dječak i djevojčica djeluju na stol silama jednakog iznosa, ali suprotne orijentacije. Kada na tijelo djeluju sile jednakih iznosa, ali suprotne orijentacije, rezultantna sila jednaka je nuli. Tada se sile poništavaju i sile su u ravnoteži.
Primjer 3.
Stipe vuče kolica silom od
a njegova dvojica prijatelja Damir i Ivica svaki silom od suprotne orijentacije od one kojom vuče Stipe. Kolika je rezultantna sila na kolica?
Rezultantna sila je nula. Kolica ostaju na mjestu.
Kutak za znatiželjne
Mogu li na tijelo djelovati sile, ali ne na istom pravcu? Mogu li na tijelo djelovati sile pod kutom?
Pravilo palalelograma
...i na kraju
Sila je vektorska veličina.
To znači da osim iznosa ima smjer i orijentaciju.
Na tijelo može djelovati više sila koje nazivamo komponente. Njihov rezultat ili ukupna sila naziva se rezultanta.
Sila je vektorska veličina koja uz određeni iznos ima i
i
.
null
null
Ako na tijelo djeluju dvije sile jednakog iznosa i pravca, ali suprotne orijentacije, tada tijelo
.
null
null
Ukupni zbroj sila na tijelo koje djeluju na istom pravcu nazivamo
silom.
null
null
Rezultantnu silu dobijemo zbrojem sila.
Ako sile djeluju pod kutom, nije moguće odrediti rezultantnu silu.
null
null
Slika prikazuje dva vektora jednakog iznosa i jednake orijentacije, ali različitog smjera djelovanja.
Konji vuku kola ukupnom silom do Koliko je konja u zaprezi ako je sila kojom svaki konj vuče kola
Iznos rezultantne sile jednak je zbroju iznosa komponenata ako su sile:
Iznos rezultantne sile jednak je razlici iznosa komponenata ako su sile:
Zadatak 3.
Ana i Tanja vuku kolica svaka silom od
istom orijentacijom. Kolikom silom treba vući Vedrana suprotnom orijentacijom kako bi kolica ostala na mjestu?
Natali, Andrea i Brigita vuku kolica svaka silom od
a Anđelina i Petra guraju kolica svaka silom od
Kolika je rezultantna sila na kolica?
Na slici je prikazana sila i jedan podjeljak odgovara sili od . Koliki je iznos sile?
Na tijelo djeluju dvije sile pod kutom od
Sila od
ima orijentaciju prema sjeveru, a sila od
ima orijentaciju prema istoku. Kolika je rezultantna sila?