Bakalářská fyzika pro HGF VŠB-TUO

Při skládání rovnoběžných sil odlišujeme skládání sil stejného a opačného směru.

Při skládání sil stejného směru:

Velikost výslednice rovnoběžných sil stejného směru má velikost rovnou součtu velikostí těchto dvou sil
F = F₁ + F₂
Působiště O výslednice sil najdeme pomocí momentu sil. Moment výslednice sil vzhledem k ose jdoucí jejím působištěm je nulový. Součet momentu původních sil k téže ose musí byt také nulový.
Otáčivé účinky obou sil se navzájem ruší, mají stejnou velikost, ale opačný směr.
Výpočet neznámé polohy x výslednice F na spojnici bodů AB=l podle momentové věty
Působiště výslednice sil dělí vzdálenost působišť obou sil v obráceném poměru velikostí skládaných sil, přičemž x = d₁ ; l – d₁= d₂

Při skládání sil opačného směru:

Velikost výslednice rovnoběžných sil opačného směru má velikost rovnou rozdílu velikostí těchto dvou sil
F = F₁ - F₂
Směr výslednice sil je shodný se směrem větší z obou sil.
Moment výslednice sil vzhledem k ose jdoucím jejím působištěm O je nulový, součet momentů skládaných sil vzhledem k téže ose musí být také nulový.
Působiště výslednice je na prodloužené spojnici působišť obou sil blíže k větší síle.
Výpočet polohy výslednice x podle momentové věty, přičemž x = d₁ ; l + d₁= d₂

Verbální zadání:

Ramena AB a AC mohou být zatížena maximálními silami 2 100 N a 1 700 N. Jak velký úhel konzoly je třeba zvolit a jakou největší zátěž může konzola unést?

Matematizované zadání:

F₁ = 2 100 N ; F₂= 1 700 N ;

a = ? ; G_max = ?

Fyzikální vztahy jako návod pro řešení:

Podle goniometrie pravoúhlého trojúhelníka ABC platí

Obecný a konkrétní výsledek:

Odpověď:

Při konstrukci konzoly je třeba volit úhel 36° pro maximální zátěž 1234 N.

Verbální zadání:

Znázorněte graficky skládání rovnoběžných sil nesouhlasně orientovaných, a to působících na tuhé těleso ve dvou různých bodech A,B.

Návod řešení:

Závěr:

Podle momentové věty postupujeme obdobně jako při skládání sil rovnoběžných stejné orientace, ale v tomto případě bude působiště O ležet pouze ve vektorové přímce spojnice bodům, ale mimo těleso.

1. Reprezentativní příklady
2. Reprezentativní příklady

O maximální zátěži na prvního nosiče spolurozhoduje kromě tíhy břemena i elevační úhel nakloněné roviny (schodiště).

Je třeba odlišit otáčivé účinky sil od rovnováhy sil.

Vysvětlete v souvislosti s tzv. momentem dvojice sil řízení automobilu pomocí uchopení volantu oběma rukama a jednou rukou.

(Výslednice dvou stejně velkých sil opačného směru, které působí na jedno těleso, je nulová, dvojice sil nemá posuvný účinek na tuhé těleso, protože ale síly působí v různých místech, neruší se navzájem jejich momenty sil, tj. dvojice sil má na těleso otáčivý účinek).

Při utahování šroubů se rovněž uplatňuje tzv. moment dvojice sil.