Mechanika I - Statika - Vysoké učení technické v Brně

3. Silové působení na hmotné objekty. 253 Silové působení na hmotné objekty.3.1 Síla a její posuvné účinkyV této kapitole si popíšeme vlastnosti silových účinků působících na konstrukce a reálné mechanickésoustavy. Zavedeme kvantitativní popis síly jako vektorové veličiny charakterizující míruinterakce (vzájemného působení) mezi tělesy. Účinek síly na hmotný objekt přitom může býtstatický nebo dynamický. Při dynamickém působení se mění pohybový stav studovaného objektutj. dochází ke změně rychlosti jednotlivých bodů tělesa. Jsou li vazby takového charakteru,že vyvolaný pohyb je posuvný (trajektorie všech bodů při tomto pohybu jsou stejné, navzájemposunuté křivky), pak tato změna rychlosti je vyjádřena pomocí 2. Newtonova zákona⃗F =d(m · ⃗v)dtPři statickém účinku sil na hmotný objekt nedochází ke změně pohybového stavu protoževšechny síly působící na objekt jsou v rovnováze a jejich účinek se vzájemně vyruší. Při statickémúčinku sil na dokonale tuhé těleso přitom nedochází k přetvoření tvaru tělesa.(3.4)3.1.1 Rozdělení silPojem síly vznikl generalizací a abstrakcí subjektivního lidského pocitu tahu nebo tlaku. Příklademmůže být působení lana na konzolu Jeho abstrakce je reprezentovaná vektorem (vizobr.3.1), který leží na přímce p (nositelce síly) a prochází bodem tělesa (působištěm). Vzájemnépůsobení těles přitom nemusí být uskutečňováno přímým kontaktem těles, nýbrž i působenímna dálku tj. silovým polem. (např. polem gravitačním). Jak je z názoru popř. z obr. 3.1 zřejmé,pro určení síly jako fyzikální veličiny je nutné zadat místo jejího působení (působiště), směr,smysl působení (orientaci) na určité přímce (nositelce) a konečně velikost síly tj. míru intenzityjejího působení. Síla má tedy charakter vektoru vázaného na bod a její účinky na těleso jsoujednoznačně popsány pomocí působiště, velikosti, směru působení a orientací.Obr. 3.1:Graficky sílu znázorňujeme pomocí orientované úsečky ⃗ F , počátek této úsečky (v případěže se jedná o tahovou sílu) nebo konec této úsečky (v případě že se jedná o tlakovou sílu). Měřícíjednotkou pro vyjádření velikosti síly je [F ] = [kg.m.s 2 ] = [N](Newton). Při znázorňování sílyv rovině délka úsečky vektoru síly v geometrických jednotkách (např.v cm) je úměrná velikostisíly ve fyzikálních jednotkách (např. v Newtonech), šipka určuje smysl působení síly. Všechnysíly příslušející k jednomu a témuž objektu (tělesu, soustavě těles) vytváří silovou soustavu.