Gravitačné sily. Zákon univerzálnej gravitácie. Telesná hmotnosť Definícia gravitačnej sily

Číselná hodnota G bola prvýkrát stanovená anglickým vedcom Henrym Cavendishom (1731 – 1810), ktorý v roku 1798 vykonal experimenty na zariadení nazývanom torzné váhy.

Cavendishova skúsenosť bola nasledovná:

Na elastickom závite AB je zavesené vahadlo CD, na koncoch ktorého sú pripevnené dve rovnaké olovené guľôčky, ktorých hmotnosti m sú známe. Keď sa k týmto guľkám privedú veľké guľôčky s hmotnosťou M, guľôčky, ktoré sú k nim priťahované, skrútia vlákno pod určitým uhlom. Pomocou uhla natočenia závitu môžete vypočítať gravitačnú silu a so znalosťou hmotnosti guľôčok a vzdialenosti medzi nimi nájsť hodnotu G.

Najrozmanitejšie a najpresnejšie experimenty poskytli výsledok 6,67 * 10 -1

Ako každý iný zákon, aj zákon univerzálnej gravitácie má určité hranice použiteľnosti. Platí pre:

1. materiálne body,

2. telá v tvare gule,

3. guľa s väčším polomerom interagujúca s telesami, ktorých rozmery sú oveľa menšie ako veľkosť gule.

Gravitačné sily medzi telesami malej hmotnosti sú zanedbateľné, preto ich často nevnímame. Pre telesá s veľkými hmotnosťami však tieto sily dosahujú veľké hodnoty. Gravitačné pole je jedným z typov hmoty. Charakterizuje zmeny fyzikálnych a geometrických vlastností priestoru v blízkosti masívnych z hľadiska sily na iné fyzikálne objekty.

Kozmická loď s hmotnosťou 8 ton sa priblížila k orbitálnej stanici s hmotnosťou 20 ton na vzdialenosť 100 metrov. Nájdite silu ich vzájomnej príťažlivosti.

F - ? Výpočet riešenia SI

M 1 = 8 t 8 * 10 3 kg

m 2 = 20 t 20* 10 3 kg

h= 100 m

G = 6,67 x 10-1

Odpoveď: 1,07*10-6 N.

Gravitácia. Telesná hmotnosť. Stav beztiaže.

Účel: objasniť, že k interakcii dochádza prostredníctvom gravitačného poľa a pojem beztiaže je relatívny pojem.

Typ lekcie

1. Organizačný moment

2. Domáce úlohy

3. Frontálny prieskum

4. Vysvetlenie materiálu

5. Zhrnutie lekcie

Počas vyučovania.

Domáca úloha:

Aké sily pôsobia medzi telesami?

Čo hovorí zákon univerzálnej gravitácie?

Aký vzorec sa používa na výpočet gravitačnej sily?

Hranice použiteľnosti zákona univerzálnej gravitácie?

Čo je gravitačná konštanta?

Podstata Cavendishovho experimentu?

Všetky telesá sú silou, ktorou teleso v dôsledku svojej príťažlivosti k Zemi pôsobí na podperu alebo zavesenie.

Prečo taká sila vzniká, ako je smerovaná a čomu sa rovná?

Zoberme si napríklad teleso zavesené na pružine, ktorej druhý koniec je pevný.

Telo je vystavené gravitačnej sile smerom nadol. Začína preto padať a ťahať so sebou spodný koniec pružiny. Z tohto dôvodu sa pružina zdeformuje a objaví sa elastická sila pružiny. Je pripevnený k hornému okraju tela a smeruje nahor. Horná hrana tela bude teda v páde zaostávať za jeho ostatnými časťami, na ktoré nepôsobí pružná sila pružiny. V dôsledku toho sa telo deformuje. Vzniká ďalšia sila - elastická sila deformovaného telesa. Je pripevnený k pružine a nasmerovaný nadol. Táto sila je hmotnosťou tela.

Podľa tretieho Newtonovho zákona sú tieto elastické sily rovnako veľké a smerované v opačných smeroch. Po niekoľkých kmitoch je teleso na pružine v pokoji. To znamená, že sila gravitácie je rovnaká ako elastická sila pružiny. Hmotnosť telesa sa však tiež rovná tejto sile, takže v našom príklade sa hmotnosť telesa, ktorú označujeme písmenom, modulom rovná gravitačnej sile.

DEFINÍCIA

Zákon univerzálnej gravitácie objavil I. Newton:

Dve telesá sa navzájom priťahujú , priamo úmerné ich súčinu a nepriamo úmerné druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi:

Opis zákona univerzálnej gravitácie

Koeficient je gravitačná konštanta. V sústave SI má gravitačná konštanta význam:

Táto konštanta, ako je vidieť, je veľmi malá, preto sú aj gravitačné sily medzi telesami s malými hmotnosťami malé a prakticky ich necítiť. Pohyb kozmických telies je však úplne určený gravitáciou. Prítomnosť univerzálnej gravitácie alebo, inými slovami, gravitačnej interakcie vysvetľuje, čím sú Zem a planéty „podporované“ a prečo sa pohybujú okolo Slnka po určitých trajektóriách a neodlietajú od neho. Zákon univerzálnej gravitácie nám umožňuje určiť mnohé charakteristiky nebeských telies - hmotnosti planét, hviezd, galaxií a dokonca aj čiernych dier. Tento zákon umožňuje s veľkou presnosťou vypočítať obežné dráhy planét a vytvoriť matematický model vesmíru.

Pomocou zákona univerzálnej gravitácie sa dajú vypočítať aj kozmické rýchlosti. Napríklad minimálna rýchlosť, pri ktorej sa teleso pohybujúce sa horizontálne nad zemským povrchom na zem nedostane, ale bude sa pohybovať po kruhovej dráhe, je 7,9 km/s (prvá úniková rýchlosť). S cieľom opustiť Zem, t.j. na prekonanie svojej gravitačnej príťažlivosti musí mať teleso rýchlosť 11,2 km/s (druhá úniková rýchlosť).

Gravitácia je jedným z najúžasnejších prírodných javov. Bez gravitačných síl by existencia Vesmíru nebola možná ani vznikať. Gravitácia je zodpovedná za mnohé procesy vo Vesmíre – jeho zrod, existenciu poriadku namiesto chaosu. Povaha gravitácie stále nie je úplne pochopená. Doteraz sa nikomu nepodarilo vyvinúť slušný mechanizmus a model gravitačnej interakcie.

Gravitácia

Špeciálnym prípadom prejavu gravitačných síl je gravitačná sila.

Gravitácia je vždy nasmerovaná vertikálne nadol (k stredu Zeme).

Ak na teleso pôsobí gravitačná sila, potom teleso pôsobí . Typ pohybu závisí od smeru a veľkosti počiatočnej rýchlosti.

S účinkami gravitácie sa stretávame každý deň. , po chvíli sa ocitne na zemi. Kniha uvoľnená z rúk spadne. Po skoku človek neletí do vesmíru, ale padá na zem.

Ak vezmeme do úvahy voľný pád telesa blízko povrchu Zeme v dôsledku gravitačnej interakcie tohto telesa so Zemou, môžeme napísať:

odkiaľ pochádza zrýchlenie voľného pádu:

Gravitačné zrýchlenie nezávisí od hmotnosti telesa, ale závisí od výšky telesa nad Zemou. Zemeguľa je na póloch mierne sploštená, takže telesá nachádzajúce sa v blízkosti pólov sa nachádzajú o niečo bližšie k stredu Zeme. V tomto ohľade gravitačné zrýchlenie závisí od zemepisnej šírky oblasti: na póle je o niečo väčšie ako na rovníku a iných zemepisných šírkach (na rovníku m/s, na rovníku severného pólu m/s.

Rovnaký vzorec vám umožňuje nájsť gravitačné zrýchlenie na povrchu akejkoľvek planéty s hmotnosťou a polomerom.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1 (problém s „vážením“ Zeme)

Cvičenie	Polomer Zeme je km, gravitačné zrýchlenie na povrchu planéty je m/s. Pomocou týchto údajov odhadnite približne hmotnosť Zeme.
Riešenie	Zrýchlenie gravitácie na povrchu Zeme: odkiaľ pochádza hmotnosť Zeme: V systéme C polomer Zeme m. Nahradením číselných hodnôt fyzikálnych veličín do vzorca odhadneme hmotnosť Zeme:
Odpoveď	Hmotnosť Zeme kg.

PRÍKLAD 2

Cvičenie	Satelit Zeme sa pohybuje po kruhovej dráhe vo výške 1000 km od zemského povrchu. Akou rýchlosťou sa satelit pohybuje? Ako dlho bude satelitu trvať, kým dokončí jednu revolúciu okolo Zeme?
Riešenie	Podľa , sila pôsobiaca na satelit zo Zeme sa rovná súčinu hmotnosti satelitu a zrýchlenia, s ktorým sa pohybuje: Sila gravitačnej príťažlivosti pôsobí na satelit zo strany Zeme, ktorá sa podľa zákona univerzálnej gravitácie rovná: kde a sú hmotnosti satelitu a Zeme. Keďže satelit je v určitej výške nad zemským povrchom, vzdialenosť od neho k stredu Zeme je: kde je polomer Zeme.

Obi-Wan Kenobi povedal, že sila drží galaxiu pohromade. To isté možno povedať o gravitácii. Fakt: Gravitácia nám umožňuje chodiť po Zemi, Zem sa otáčať okolo Slnka a Slnko sa pohybovať okolo supermasívnej čiernej diery v strede našej galaxie. Ako rozumieť gravitácii? Toto je diskutované v našom článku.

Povedzme hneď, že tu nenájdete jednoznačne správnu odpoveď na otázku „Čo je gravitácia“. Pretože jednoducho neexistuje! Gravitácia je jedným z najzáhadnejších javov, nad ktorým si vedci lámu hlavu a stále nevedia úplne vysvetliť jeho podstatu.

Existuje veľa hypotéz a názorov. Existuje viac ako tucet teórií gravitácie, alternatívnych a klasických. Pozrieme sa na tie najzaujímavejšie, najrelevantnejšie a najmodernejšie.

Chcete každý deň viac užitočných informácií a najnovších správ? Pridajte sa k nám na telegrame.

Gravitácia je základná fyzická interakcia

Vo fyzike existujú 4 základné interakcie. Vďaka nim je svet presne taký, aký je. Gravitácia je jednou z týchto interakcií.

Základné interakcie:

• gravitácia;
• elektromagnetizmus;
• silná interakcia;
• slabá interakcia.

Gravitácia je najslabšia zo štyroch základných síl.

V súčasnosti je súčasná teória popisujúca gravitáciu GTR (všeobecná relativita). Navrhol ho Albert Einstein v rokoch 1915-1916.

Vieme však, že je priskoro hovoriť o konečnej pravde. Koniec koncov, niekoľko storočí pred objavením sa všeobecnej teórie relativity vo fyzike dominovala Newtonova teória pri opise gravitácie, ktorá sa výrazne rozšírila.

V rámci všeobecnej teórie relativity je v súčasnosti nemožné vysvetliť a popísať všetky problémy súvisiace s gravitáciou.

Pred Newtonom sa všeobecne verilo, že gravitácia na Zemi a gravitácia v nebi sú rôzne veci. Verilo sa, že planéty sa pohybujú podľa svojich vlastných ideálnych zákonov, odlišných od tých na Zemi.

Newton objavil zákon univerzálnej gravitácie v roku 1667. Samozrejme, tento zákon existoval ešte za čias dinosaurov a oveľa skôr.

Starovekí filozofi uvažovali o existencii gravitácie. Galileo experimentálne vypočítal gravitačné zrýchlenie na Zemi a zistil, že je rovnaké pre telesá akejkoľvek hmotnosti. Kepler študoval zákony pohybu nebeských telies.

Newtonovi sa podarilo sformulovať a zovšeobecniť výsledky svojich pozorovaní. Tu je to, čo dostal:

Dve telesá sa navzájom priťahujú silou nazývanou gravitačná sila alebo gravitácia.

Vzorec pre silu príťažlivosti medzi telesami:

G je gravitačná konštanta, m je hmotnosť telies, r je vzdialenosť medzi ťažiskami telies.

Aký je fyzikálny význam gravitačnej konštanty? Rovná sa sile, ktorou na seba pôsobia telesá s hmotnosťou 1 kilogram, pričom sú od seba vzdialené 1 meter.

Podľa Newtonovej teórie každý objekt vytvára gravitačné pole. Presnosť Newtonovho zákona bola testovaná na vzdialenosti menšie ako jeden centimeter. Samozrejme, pre malé masy sú tieto sily zanedbateľné a možno ich zanedbať.

Newtonov vzorec je použiteľný ako na výpočet sily priťahovania planét k Slnku, tak aj na malé objekty. Jednoducho nevnímame, akou silou sa priťahujú povedzme gule na biliardovom stole. Napriek tomu táto sila existuje a dá sa vypočítať.

Príťažlivá sila pôsobí medzi akýmikoľvek telesami vo vesmíre. Jeho účinok sa rozširuje na akúkoľvek vzdialenosť.

Newtonov zákon univerzálnej gravitácie nevysvetľuje povahu gravitačnej sily, ale stanovuje kvantitatívne zákony. Newtonova teória nie je v rozpore s GTR. Úplne postačuje na riešenie praktických úloh v pozemskom meradle a na výpočet pohybu nebeských telies.

Gravitácia vo všeobecnej teórii relativity

Napriek tomu, že Newtonova teória je v praxi celkom použiteľná, má množstvo nevýhod. Zákon univerzálnej gravitácie je matematický popis, ale neposkytuje pohľad na základnú fyzikálnu podstatu vecí.

Podľa Newtona gravitačná sila pôsobí na akúkoľvek vzdialenosť. A funguje to okamžite. Vzhľadom na to, že najrýchlejšia rýchlosť na svete je rýchlosť svetla, existuje rozpor. Ako môže gravitácia pôsobiť okamžite na akúkoľvek vzdialenosť, keď svetlo potrebuje nie okamih, ale niekoľko sekúnd alebo dokonca rokov, aby ich prekonalo?

V rámci všeobecnej teórie relativity sa gravitácia nepovažuje za silu pôsobiacu na telesá, ale za zakrivenie priestoru a času vplyvom hmoty. Gravitácia teda nie je silová interakcia.

Aký je účinok gravitácie? Skúsme to opísať pomocou analógie.

Predstavme si priestor v podobe elastickej plachty. Ak naň položíte ľahkú tenisovú loptičku, povrch zostane rovný. Ak však vedľa lopty položíte ťažké závažie, stlačí na povrchu dieru a lopta sa začne kotúľať smerom k veľkej a ťažkej váhe. Toto je „gravitácia“.

Mimochodom! Pre našich čitateľov je teraz zľava 10%.

Objav gravitačných vĺn

Gravitačné vlny predpovedal Albert Einstein už v roku 1916, ale boli objavené až o sto rokov neskôr, v roku 2015.

Čo sú to gravitačné vlny? Opäť nakreslíme analógiu. Ak hodíte kameň do pokojnej vody, na hladine vody, odkiaľ padá, sa objavia kruhy. Gravitačné vlny sú rovnaké vlnky, poruchy. Len nie na vode, ale vo svetovom časopriestore.

Namiesto vody je tu časopriestor a namiesto kameňa povedzme čierna diera. Akýkoľvek zrýchlený pohyb hmoty generuje gravitačnú vlnu. Ak sú telesá v stave voľného pádu, pri prechode gravitačnej vlny sa vzdialenosť medzi nimi zmení.

Keďže gravitácia je veľmi slabá sila, detekcia gravitačných vĺn bola spojená s veľkými technickými ťažkosťami. Moderné technológie umožnili odhaliť výbuch gravitačných vĺn len zo supermasívnych zdrojov.

Vhodnou udalosťou na detekciu gravitačnej vlny je spájanie čiernych dier. Bohužiaľ alebo našťastie sa to stáva pomerne zriedka. Napriek tomu sa vedcom podarilo zaregistrovať vlnu, ktorá sa doslova prevalila priestorom Vesmíru.

Na zaznamenávanie gravitačných vĺn bol zostrojený detektor s priemerom 4 kilometre. Pri prechode vlny boli zaznamenané vibrácie zrkadiel na závesoch vo vákuu a interferencia svetla od nich odrazeného.

Gravitačné vlny potvrdili platnosť všeobecnej teórie relativity.

Gravitácia a elementárne častice

V štandardnom modeli sú za každú interakciu zodpovedné určité elementárne častice. Môžeme povedať, že častice sú nositeľmi interakcií.

Za gravitáciu je zodpovedný gravitón, hypotetická častica bez hmoty s energiou. Mimochodom, v našom samostatnom materiáli si prečítajte viac o Higgsovom bozóne, ktorý spôsobil veľa hluku, a ďalších elementárnych časticiach.

Na záver uvádzame niekoľko zaujímavých faktov o gravitácii.

10 faktov o gravitácii

1. Na prekonanie sily zemskej príťažlivosti musí mať teleso rýchlosť 7,91 km/s. Toto je prvá úniková rýchlosť. Stačí, aby sa teleso (napríklad vesmírna sonda) pohybovalo na obežnej dráhe okolo planéty.
2. Aby vesmírna loď unikla z gravitačného poľa Zeme, musí mať rýchlosť aspoň 11,2 km/s. Toto je druhá úniková rýchlosť.
3. Objekty s najsilnejšou gravitáciou sú čierne diery. Ich gravitácia je taká silná, že dokonca priťahujú svetlo (fotóny).
4. Gravitačnú silu nenájdete v žiadnej rovnici kvantovej mechaniky. Faktom je, že keď sa pokúsite zahrnúť gravitáciu do rovníc, stratia svoj význam. Toto je jeden z najdôležitejších problémov modernej fyziky.
5. Slovo gravitácia pochádza z latinského „gravis“, čo znamená „ťažký“.
6. Čím je objekt masívnejší, tým silnejšia je gravitácia. Ak sa človek, ktorý na Zemi váži 60 kilogramov, váži na Jupiteri, váha ukáže 142 kilogramov.
7. Vedci z NASA sa snažia vyvinúť gravitačný lúč, ktorý umožní pohyb predmetov bez dotyku, čím prekoná gravitačnú silu.
8. Astronauti na obežnej dráhe tiež zažívajú gravitáciu. Presnejšie povedané, mikrogravitácia. Zdá sa, že nekonečne padajú spolu s loďou, v ktorej sú.
9. Gravitácia vždy priťahuje a nikdy neodpudzuje.
10. Čierna diera s veľkosťou tenisovej loptičky priťahuje predmety rovnakou silou ako naša planéta.

Teraz poznáte definíciu gravitácie a viete, aký vzorec sa používa na výpočet sily príťažlivosti. Ak vás žula vedy tlačí k zemi silnejšie ako gravitácia, kontaktujte náš študentský servis. Pomôžeme vám ľahko študovať aj pod najväčším zaťažením!

Tento zákon, nazývaný zákon univerzálnej gravitácie, je napísaný v matematickej forme takto:

kde m 1 a m 2 sú hmotnosti telies, R je vzdialenosť medzi nimi (pozri obr. 11a) a G je gravitačná konštanta rovnajúca sa 6,67,10-11 N.m 2 /kg2.

Zákon univerzálnej gravitácie prvýkrát sformuloval I. Newton, keď sa pokúsil vysvetliť jeden zo zákonov I. Keplera, ktorý hovorí, že pre všetky planéty platí pomer tretej mocniny ich vzdialenosti R od Slnka k druhej mocnine periódy T r. revolúcia okolo toho je rovnaká, t.j.

Odvoďme zákon univerzálnej gravitácie, ako to urobil Newton, za predpokladu, že sa planéty pohybujú v kruhoch. Potom podľa druhého Newtonovho zákona na planétu s hmotnosťou mPl, ktorá sa pohybuje po kružnici s polomerom R rýchlosťou v a dostredivým zrýchlením v2/R, musí pôsobiť sila F smerujúca k Slnku (pozri obr. 11b) a rovná sa :

Rýchlosť v planéty možno vyjadriť ako polomer obežnej dráhy R a obežnú dobu T:

Dosadením (11.4) do (11.3) dostaneme pre F nasledujúci výraz:

Z Keplerovho zákona (11.2) vyplýva, že T2 = konšt.R3. Preto (11.5) možno transformovať na:

Slnko teda priťahuje planétu silou priamo úmernou hmotnosti planéty a nepriamo úmernou štvorcu vzdialenosti medzi nimi. Vzorec (11.6) je veľmi podobný (11.1), chýba už len hmotnosť Slnka v čitateli zlomku vpravo. Ak však sila príťažlivosti medzi Slnkom a planétou závisí od hmotnosti planéty, potom táto sila musí závisieť aj od hmotnosti Slnka, čo znamená, že konštanta na pravej strane (11.6) obsahuje hmotnosť Slnka ako jeden z faktorov. Preto Newton predložil svoj slávny predpoklad, že gravitačná sila by mala závisieť od súčinu hmotností telies a zákon sa stal tak, ako sme to napísali v (11.1).

Zákon univerzálnej gravitácie a tretí Newtonov zákon si navzájom neodporujú. Podľa vzorca (11.1) sa sila, ktorou teleso 1 priťahuje teleso 2, rovná sile, ktorou teleso 2 priťahuje teleso 1.

Pre telesá bežných veľkostí sú gravitačné sily veľmi malé. Takže dve autá stojace vedľa seba sa k sebe priťahujú silou rovnajúcou sa hmotnosti dažďovej kvapky. Odkedy G. Cavendish v roku 1798 určil hodnotu gravitačnej konštanty, vzorec (11.1) pomohol k mnohým objavom vo „svete obrovských hmotností a vzdialeností“. Napríklad, ak poznáme veľkosť gravitačného zrýchlenia (g=9,8 m/s2) a polomer Zeme (R=6,4,106 m), môžeme jej hmotnosť m3 vypočítať nasledovne. Na každé teleso s hmotnosťou m1 blízko zemského povrchu (t.j. vo vzdialenosti R od jeho stredu) pôsobí gravitačná sila jeho príťažlivosti rovnajúca sa m1g, ktorej zámena v (11.1) namiesto F dáva:

odkiaľ zistíme, že m W = 6,1024 kg.

Kontrolné otázky:

· Formulovať zákon univerzálnej gravitácie?

· Čo je gravitačná konštanta?

Ryža. 11. a) – k formulácii zákona univerzálnej gravitácie; b) – k odvodeniu zákona univerzálnej gravitácie z Keplerovho zákona.

§ 12. GRAVITA. VÁHA. BEZ VÁHY. PRVÁ VESMÍRNA RÝCHLOSŤ.

Gravitačná interakcia sa prejavuje priťahovaním telies k sebe. Táto interakcia sa vysvetľuje prítomnosťou gravitačného poľa okolo každého telesa.

Modul gravitačnej sily medzi dvoma hmotnými bodmi s hmotnosťou m 1 a m 2 umiestnenými vo vzájomnej vzdialenosti

(2.49)

kde F 1,2, F 2,1 – interakčné sily smerujúce pozdĺž priamky spájajúcej hmotné body, G = 6,67
– gravitačná konštanta.

Vzťah (2.3) sa nazýva zákon univerzálnej gravitácie objavil Newton.

Gravitačná interakcia platí pre hmotné body a telesá so sféricky symetrickým rozložením hmôt, ktorých vzdialenosť sa meria od ich stredov.

Ak vezmeme jedno z interagujúcich telies za Zem a druhé je teleso s hmotnosťou m, ktoré sa nachádza blízko alebo na jej povrchu, potom medzi nimi pôsobí príťažlivá sila.

, (2.50)

kde M 3 ,R 3 – hmotnosť a polomer Zeme.

Pomer
- konštantná hodnota rovná 9,8 m/s 2, značí sa g, má rozmer zrýchlenia a je tzv. zrýchlenie voľného pádu.

Súčin telesnej hmotnosti m a zrýchlenia voľného pádu , volal gravitácia

. (2.51)

Na rozdiel od sily gravitačnej interakcie gravitačný modul
závisí od zemepisnej šírky polohy telesa na Zemi. Na póloch
a na rovníku klesá o 0,36 %. Tento rozdiel je spôsobený skutočnosťou, že Zem sa otáča okolo svojej osi.

S telesom odstráneným vzhľadom k povrchu Zeme do výšky gravitácia klesá

, (2.52)

Kde
– zrýchlenie voľného pádu vo výške h od Zeme.

Hmotnosť vo vzorcoch (2.3-2.6) je mierou gravitačnej interakcie.

Ak zavesíte teleso alebo ho položíte na pevnú podperu, bude v kľude voči Zemi, pretože gravitačná sila je vyvážená reakčnou silou pôsobiacou na teleso z podpery alebo závesu.

Reakčná sila- sila, ktorou iné telesá pôsobia na dané teleso, obmedzujúc jeho pohyb.

Normálna sila reakcie na zemipripevnené k telu a smerujúce kolmo na rovinu podpory.

Reakčná sila závitu(pozastavenie) nasmerovaný pozdĺž závitu (záves)

Telesná hmotnosť –sila, ktorou teleso tlačí na podperu alebo naťahuje závit závesu a pôsobí na podperu alebo záves.

Hmotnosť sa číselne rovná gravitačnej sile, ak je teleso na vodorovnom povrchu podpery v stave pokoja alebo rovnomerného lineárneho pohybu. V iných prípadoch nie sú hmotnosť telesa a gravitačná sila rovnaké.

2.6.3. Trecie sily

Trecie sily vznikajú v dôsledku interakcie pohybujúcich sa a odpočívajúcich telies vo vzájomnom kontakte.

Existuje vonkajšie (suché) a vnútorné (viskózne) trenie.

Vonkajšie suché trenie deleno:

Uvedené typy vonkajšieho trenia zodpovedajú silám trenia, pokoja, kĺzania a valenia.

S

statické trenie
pôsobí medzi povrchmi interagujúcich telies, keď veľkosť vonkajších síl je nedostatočná na to, aby spôsobila ich relatívny pohyb.

Ak na teleso v kontakte s iným telesom pôsobí rastúca vonkajšia sila rovnobežne s rovinou kontaktu (obr. 2.2.a), potom pri zmene od nuly po nejakú hodnotu
nedochádza k pohybu tela. Telo sa začne hýbať pri F F tr. max.

Maximálna statická trecia sila

, (2.53)

Kde – koeficient statického trenia, N – modul normálovej reakčnej sily podpery.

Koeficient statického trenia možno určiť experimentálne nájdením dotyčnice uhla sklonu k horizontu povrchu, z ktorého sa teleso vplyvom svojej gravitácie začína odvaľovať.

Keď F>
telesá kĺžu voči sebe určitou rýchlosťou (obr. 2.11 b).

Posuvná trecia sila je nasmerovaná proti rýchlosti . Modul klznej trecej sily pri nízkych rýchlostiach sa vypočíta v súlade s Amontonovým zákonom

, (2.54)

Kde – bezrozmerný koeficient klzného trenia v závislosti od materiálu a stavu povrchu kontaktných telies a je vždy menší .

Valivá trecia sila vzniká, keď sa teleso v tvare valca alebo gule s polomerom R odvaľuje po povrchu podpery. Číselná hodnota valivej trecej sily sa určuje v súlade s Coulombovým zákonom

, (2.55)

kde k[m] – koeficient valivého trenia.