ZÁSADA PRENOSNOSTI SÍL (RIEŠENÉ CVIČENIA) - FYZICKÝ - 2025

Princíp prenosu týchto síl, znamená to, že rovnovážna alebo pohyb situácia telesa sa nezmení, ak určitá sila pôsobiaca na určitom mieste na tele je nahradená inou. Na to, aby sa to považovalo za také, musia byť splnené dve podmienky.

Prvým predpokladom je, že nová sila má rovnakú veľkosť a druhým je to, že sa použije ten istý smer, aj keď je na inom mieste tela. Obidve sily majú rovnaký výsledok na pevnom tele; preto sú rovnocennými silami.

Zásada prenosnosti teda potvrdzuje, že sila sa môže prenášať v rovnakom smere. Podobne treba poznamenať, že mechanický účinok sily môže byť rotačný aj translačný. Praktický príklad významu zásady prenosnosti je, keď je telo tlačené alebo ťahané.

Ak je sila sily, ktorou je telo ťahané alebo tlačené, rovnaká a obe sily pôsobia v rovnakom smere, výsledný pohyb je presne rovnaký. Na účely pohybu je teda výsledok rovnaký, či už je telo tlačené alebo ťahané.

Pevné telieska

Tuhé teleso (ktoré sa nedeformuje) je akékoľvek teleso, ktoré nepodlieha deformáciám, keď naň pôsobí vonkajšia sila.

Myšlienka tuhého telesa je stále matematická idealizácia potrebná na štúdium pohybu a príčin pohybu tela.

Presnejšia definícia tuhého telesa je to, čo ho definuje ako systém materiálových bodov, v ktorých vzdialenosť medzi rôznymi bodmi tela nie je zmenená pôsobením systému síl.

Pravda je taká, že skutočné telá a stroje nie sú nikdy úplne rigidné a dochádza k deformáciám, dokonca minimálne, pôsobením síl a zaťažení, ktoré na ne pôsobia.

Obmedzenia zásady prenosnosti

Zásada prenosnosti má určité obmedzenia. Prvá a najzreteľnejšia je v prípade, že použitá sila alebo sily pôsobia na deformovateľné teleso. V takom prípade bude deformácia tela odlišná v závislosti od miesta pôsobenia síl.

Ďalším obmedzením je to, čo je možné vidieť v nasledujúcom prípade. Predpokladajme dve sily pôsobiace horizontálne na koncoch tela, obidve v rovnakom smere, ale v opačnom smere.

Podľa zásady prenosnosti sa tieto dve sily môžu nahradiť dvoma novými silami pôsobiacimi v rovnakom smere, ale v opačných smeroch ako pôvodné sily.

Na interné účely by nahradenie nemalo žiadny vplyv. Pre vonkajšieho pozorovateľa by sa však vyskytla zásadná zmena: v jednom prípade by použité sily boli napätie av inom by boli pochopením.

Je preto zrejmé, že zásada prenosnosti sa uplatňuje iba od hypotézy jej uplatňovania na ideálne tuhé látky a z pohľadu vnútorného pozorovateľa.

Príklady

Prvý príklad

Praktický prípad uplatňovania zásady prenosnosti nastane, keď chcete, aby sa vozidlo pohybovalo skupinou ľudí.

Auto sa bude pohybovať rovnakým spôsobom, či už je tlačené alebo ťahané dopredu, pokiaľ ľudia vyvíjajú silu v rovnakej priamke.

Druhý príklad

Ďalším jednoduchým príkladom, v ktorom je splnená zásada prenosnosti, je princíp kladky. Na účely pohybu je bod na provázku, na ktorý sa pôsobí silou, indiferentný, pokiaľ je aplikovaná rovnaká sila. Týmto spôsobom to neovplyvní pohyb, ak je lano viac alebo menej dlhé.

Riešené cvičenia

Cvičenie 1

Uveďte, či je zásada prevoditeľnosti splnená v týchto prípadoch:

Prvý prípad

Sila 20 N pôsobiaca horizontálne na tuhé telo je nahradená inou silou 15 N pôsobiacou inde na telo, hoci obidve pôsobia rovnakým smerom.

Riešenie

V tomto prípade sa zásada priepustnosti neplní, pretože hoci obe sily pôsobia rovnakým smerom, druhá sila nemá rovnakú veľkosť ako prvá. Preto neexistuje jedna z nevyhnutných podmienok zásady prenosnosti.

Druhý prípad

Sila 20 N pôsobiaca horizontálne na tuhé telo je nahradená inou silou 20 N pôsobenou v inom bode na telo a vertikálne.

Riešenie

Pri tejto príležitosti zásada prenosnosti nie je splnená, pretože hoci obe sily majú rovnaký modul, neuplatňujú sa v rovnakom smere. Jedna z nevyhnutných podmienok zásady prenosnosti opäť neexistuje. Dá sa povedať, že tieto dve sily sú rovnocenné.

Tretí prípad

Sila 10 N pôsobiaca vodorovne na tuhé teleso sa vymieňa za inú 10 N pôsobiacu v inom bode tela, ale v rovnakom smere a smere.

Riešenie

V tomto prípade je zásada prenosnosti splnená, pretože obe sily majú rovnakú veľkosť a pôsobia v rovnakom smere a smere. Všetky nevyhnutné podmienky zásady prenosnosti sú splnené. Dá sa povedať, že tieto dve sily sú rovnocenné.

Štvrtý prípad

Sila sa posúva v smere vašej akcie.

Riešenie

V tomto prípade je zásada prenosnosti splnená, pretože veľkosť použitej sily sa pri rovnakej sile nemení a pohybuje sa v jej pôsobení. Opäť sú splnené všetky potrebné podmienky zásady prenosnosti.

Cvičenie 2

Na tuhé teleso pôsobia dve vonkajšie sily. Obidve sily pôsobia rovnakým smerom a rovnakým smerom. Ak je prvý modul 15 N a druhý modul je 25 N, aké podmienky musí splniť tretia vonkajšia sila, ktorá nahradí výsledok predchádzajúcich dvoch, aby sa splnila zásada prenosnosti?

Riešenie

Na jednej strane musí byť hodnota výslednej sily 40 N, čo je výsledok pripočítania modulu týchto dvoch síl.

Na druhej strane musí výsledná sila pôsobiť v ktoromkoľvek bode priamky spájajúcej dva body pôsobenia týchto dvoch síl.

Referencie

1. Pevné telo (nd). Na Wikipédii. Našiel sa 25. apríla 2018, zo stránky es.wikipedia.org.
2. Sila (nd). Na Wikipédii. Našiel sa 25. apríla 2018 z en.wikipedia.org.
3. Cutnell, John D.; Johnson, Kenneth W. (2003). Physics, šieste vydanie. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc.
4. Corben, HC; Philip Stehle (1994). Klasická mechanika. New York: Publikácie Dover.
5. Feynman, Richard P.; Leighton; Sands, Matthew (2010). Feynman prednáša o fyzike. Zväzok I: Hlavne mechanika, žiarenie a teplo (vyd. New Millennium ed.). New York: Základné knihy.