Siła jako wektor

Jeśli dwa ciała działają na siebie, mówimy, że działają między nimi siły.
Siły nie można zobaczyć, ale można rozpoznać jej działanie po wywoływanych przez nią skutkach.

Skutki działania sił dzielimy na dwie grupy:
- zmiany stanu ruchu (skutki dynamiczne), np. zmiana prędkości lub kierunku ruchu, zatrzymanie ciała, czy wprawienie go w ruch.
- odkształcenie ciała (skutki statyczne), czyli zmiany wymiarów i/lub kszałtu ciała.

Siła jest wektorem, w związku z czym ma cztery cechy: kierunek, zwrot, wartość i punkt przyłożenia.

Siłę oznaczamy literą F.


--------------------------------------------------------------------------------

1. Ramię siły

Ramieniem siły nazywamy odległość punktu obrotu ciała od kierunku danej siły.


O - punkt obrotu

p - kierunek siły F

r - ramię siły F


Ramię siły jest zawsze prostopadłe do kierunku siły.

Jeśli punkt obrotu leży na kierunku siły, to ramię siły jest równe zeru.


--------------------------------------------------------------------------------

2. Moment siły

Moment siły jest to iloczyn wartości siły i jej ramienia.

M = F . r

Moment siły jest wektorem, więc ma cztery cechy: kierunek, zwrot, wartość i punkt przyłożenia. Moment siły może być dodatni lub ujemny.

Moment siły jest dodatni, jeśli siła powoduje obrót ciała w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, w przeciwnym wypadku jest on ujemny.


--------------------------------------------------------------------------------

3. Siła wypadkowa

Na ciało może działać kilka sił równocześnie. W takim przypadku nazywamy je siłami składowymi.

Siłę, która zastępuje ich działanie nazywamy siłą wypadkową.

Siła wypadkowa wywiera na ciało taki sam skutek, jak kilka sił składowych.

Siłę wypadkową oznaczamy: Fw.


--------------------------------------------------------------------------------

4. Siła równoważąca.

Jeśli działanie sił równoważy się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym (zobacz: pierwsza zasada dynamiki.)

Siłę, która równoważy działanie innych sił (czyli działanie ich siły wypadkowej) nazywamy siłą równoważącą.


Fw - siła wypadkowa

Fr - siła równoważąca


Siła równoważąca musi spełniać trzy warunki:
- wartość siły równoważącej musi być równa wartości siły wypadkowej
- kierunek siły równoważącej jest taki sam, jak kierunek siły wypadkowej
- zwrot siły równoważącej jest przeciwny do zwrotu siły wypadkowej.

Poszukiwanie siły wypadkowej nazywa się składaniem sił.