Fizika za 7. razred - Sila - teorija

Sila

Uzajamno djelovanje

Uzajamno ili međusobno djelovanje dva tijela je obostrana i istovremena pojava, usljed čega dolazi do promjene brzine tijela ili njegovog pokretanja iz mirovanja, kao i do deformacije tijela.

Uzajamno djelovanje dva tijela u neposrednom dodiru

Deformacija predstavlja promjenu oblika i veličine tijela.

Osnovne deformacije:

– istezanje – deformacija pri kojoj se dimenzija tijela povećava;

– sabijanje – deformacija kod koje se veličina (dimenzija) tijela smanjuje;
– savijanje.
Deformacije:
– plastična – posle završetka djelovanja sile ostaje u tom položaju;
– elastična – posle završetka djelovanja sile tijelo se vraća u prvobitni položaj (oblik).

Trenje je uzajamno djelovanje tijela i podloge po kojoj se tijelo kreće. Nastaje usljed pritiskanja podloge i postojanja neravnina između tijela i podloge:

– trenje klizanja;
– trenje kotrljanja.
Pri klizanju neravnine jednog tijela zadiru u neravnine drugog dok se pri kotrljanju one samo dodiruju pa je koeficijent trenja kotrljanja manji od koeficijenta trenja klizanja.
 Trenje kotrljanja manje od trenja klizanja.

Otpor sredine

djeluje tako da usporava kretanje. Iako je otpor u vazduhu relativno mali, ne možemo uvijek da ga zanemarimo, naročito kod kretanja velikim brzinama, kao npr. u trkama „formule 1“.
Uzajamno djelovanje dva tijela koja nijesu u neposrednom dodiru

Gravitaciono djelovanje

javlja se između Zemlje i tijela u njenoj blizini (i između svih tijela bez obzira na njihovu veličinu, ali dejstvo vidimo kada su tijela velika – Zemlja).

Gravitaciono djelovanje se ne može neutralisati i uvijek je privlačno.

Električno djelovanje

postoji između naelektrisanih tijela. Ono može da bude i privlačno i odbojno.
Postoje dvije vrste naelelektrisanja + i -. Plastičnu šipku ako protrljamo vunom ona postaje negativno naelektrisana. Staklenu šipku ako protljamo svilenom krpom ona postaje pozitivno naelektrisna.
Istoimena naelektrisanja (naelektrisanja istog znaka) se odbijaju, a raznoimena (naelektrisanja suprotnog znaka) privlače.

Magnetno djelovanje

se javlja između magneta ili između magneta i predmeta od gvožđa i čelika. Magnetno djelovanje je najjače na krajevima magneta – polovima (sjeverni N južni S). Magneti imaju dva pola. Magnet uvijek zauzima pravac sever – jug (N-S).

Može biti privlačno (raznoimeni magnetni polovi), i odbojno (istoimeni magnetni polovi).

Osnovne osobine magneta: privlače predmete od gvožđa i čelika. Stalni (magnetit) i privremeni (gvožđe). Prave se u različitim oblicima (šipka, potkovica, igla, pločica, prsten).
Sila
Mjera uzajamnog delovanja tijela naziva se sila. Promjene kretanja ili deformacije tijela nastaju usled uzajamnog dejstva među tijelima odnosno usled postojanja sile.
Najčešća oznaka za silu je F. Sila je izvedena fizička veličina (izvodićemo je naredne godine, kad porastemo).
Jedinica za silu je njutn (N) – u čast engleskog fizičara Isaka Njutna.

Manja jedinica  milinjutn             1N = 1000mN      1mN=0,001N
Veće jedinice    kilonjutn             1kN = 1000N        1N=0,001kN
meganjutn               1MN=1000kN=1000000N
Svaka sila ima svoju jačinu (intezitet), pravac i smjer. Dakle sila je vektorska veličina koju predstavljamo usmjerenom duži.

Pravac duži je pravac djelovanja sile, strelica pokazuje smjer djelovanja sile, a jačina je određena dužinom duži odnosno brojem podioka čija se vriednost može mijenjati u zavisnosti od dogovora.
Početak vektora predstavlja napadnu tačku sile (i označava kao da je dejstvo sile koncentrisano na tu tačku).

 Primjeri sila

1. gravitacija Fg – sila Zemljine teže sila kojom Zemlja privlači sva tijela

Sila kojom tijelo pod dejstvom sile Zemljine teže djeluje na horizontalnu podlogu ili zateže konac o koji je obješeno naziva se težina tijela Q.
2. električna sila Fe
je mjera uzajamnog djelovanja naelektrisanih tijela. Može biti privlačna i odbojna.
3. magnetna sila Fm
je mjera uzajamnog djelovanja magneta. Može biti privlačna i odbojna.
4. elastična sila Fel
je uzrok vraćanja tijela u prvobitni oblik i suprotnog je smjera od sile koja je izazvala deformaciju
5. sila trenja Ftr
uvijek ima smjer suprotan smjeru kretanja tijela i zavisi od hrapavosti dodirnih površina i od veličine sile kojom tijelo djeluje na podlogu.
Ne zavisi od veličine dodirne površine podloge i tijela
trenje kotrljanja < trenje klizanja
 Slaganje sila
U mnogim slučajevima na jedno tijelo djeluje više sila koje utiču na njegovo kretanje. Djelovanje svih tih sila može se zamijeniti djelovanjem samo jedne sile koja se naziva rezultantom ili rezultujućom silom (obilježavaćemo je sa R).
Slaganje sila je postupak nalaženja njihove rezultante.
Najjednostavniji slučaj slaganja sila je slaganje kolinearnih sila. Kolinearne sile su sile koje djeluju duž istog ili paralelnih pravaca.
Slaganje kolinearnih sila istog smjera

Rezultujuća sila jednaka je   FR =F1+F2
Slaganje kolinearnih sila suprotnog smjera

Rezultujuća sila jednaka je   FR =F2-F1

Mjerenje sile dinamometrom

Posmatramo elastičnu oprugu (u neistegnutom stanju ima dužinu l)na koju se kače jednaki tegovi. Pri svakom kačenju opruga se dodatno izdužuje. Mjere se izduženja opruge. Koliko puta se poveća jačina sile, toliko puta se poveća i izduženje opruge, odnosno, izduženje opruge je direktno srazmjerno jačini sile koja izaziva deformaciju.

Šta to znači? Ako se pri djelovanju sile F1 opruga istegne (ili sabije) za x1, a pri djelovanju sile F2 deformacija je x2, onda važi
F1/x1=F2/x2
Na ovom principu izrađen je instrument za mjerenje jačine sile, koji se naziva dinamometar.