8. Síla pro rovnoměrný pohyb
Dynamika - řešený příklad
💡 Praktická aplikace: Když tlačíme těžkou bednu po podlaze, potřebujeme vyvinout určitou sílu, aby se pohybovala stálou rychlostí. Tato síla závisí na hmotnosti bedny a na vlastnostech povrchu.
Zadání úlohy
Těleso o hmotnosti 80 kg se pohybuje rovnoměrně po vodorovné rovině. Součinitel smykového tření je f = 0,7. Určete sílu potřebnou k rovnoměrnému pohybu tělesa.
Postup řešení
Zadání neuvádí sklon, takže předpokládáme pohyb po vodorovné rovině. Pohyb je rovnoměrný, takže tažná síla $F_{tah}$ musí být stejně velká jako třecí síla $F_t$.
⚖️ Rovnováha sil
$F_{tah} = F_t$
Na vodorovné rovině je normálová síla $F_n$ rovna tíhové síle $F_g$:
📏 Normálová síla
$F_n = F_g = m \cdot g$
$F_n = 80 \times 9{,}81 = 784{,}8$ N
$F_n = 80 \times 9{,}81 = 784{,}8$ N
Třecí síla se vypočítá podle vzorce:
🧮 Třecí síla
$F_t = f \cdot F_n$
$F_t = 0{,}7 \times 784{,}8 = 549{,}36$ N
$F_t = 0{,}7 \times 784{,}8 = 549{,}36$ N
Protože $F_{tah} = F_t$:
✅ Výsledek
$F_{tah} = 549{,}4$ N
Síla potřebná k rovnoměrnému pohybu tělesa je přibližně 549,4 N.
Shrnutí a kontrola
Hlavní poznatky:
- Identifikovali jsme klíčové veličiny
- Aplikovali jsme správné fyzikální zákony
- Ověřili jsme jednotky a řády velikosti
Kontrola rozumnosti: Vždy zkontrolujte, zda výsledek dává fyzikální smysl vzhledem k zadání.
🤔 Metakognitivní otázky
- Jak by se změnila potřebná síla, kdyby byl povrch kluzkější (menší f)?
- Proč je třecí síla úměrná normálové síle?
- Jaký vliv má hmotnost tělesa na potřebnou sílu?