Sila, pohyb a gravitácia

Sila, pohyb a gravitácia

Sila ovplyvňuje pohyb predmetu. Ak je v pokoji, sila ho uvedie do pohybu. Ak sa predmet pohybuje, sila môže zmeniť jeho rýchlosť alebo smer. Slovo sila sa používa v bežnej reči. Ak dvere otvárate alebo zatvárate, v oboch prípadoch – či už tlačíte alebo ťaháte – pôsobíte silou.
Sila teda mení rýchlosť predmetu (v danom smere). Keď sa lopta kotúľa po zemi, má určitú rýchlosť, ale keď do nej kopnete, jej rýchlosť sa zvýši. Zvýšenie rýchlosti sa nazýva zrýchlenie, zníženie rýchlosti zase spomalenie.
Keď má predmet stále rovnakú rýchlosť – teda jeho pohyb sa ani nezrýchľuje ani nespomaľuje, a ani nemení smer – koná takzvaný zotrvačný pohyb. To sa však stáva zriedkakedy, pretože pohyb objektov sa zvyčajne spomaľuje – buď do niečo narazia, dostanú sa do kontaktu so zemou, alebo ich odfúkne vietor. Sila pôsobiaceho vetra sa nazýva odpor a vzájomný kontakt dvoch predmetov zasa vyvoláva trenie. Oboje pôsobí proti pohybu a spomaľuje pohyb predmetov.
Keď chcete dvere otvoriť, alebo zatvoriť, musíte vynaložiť silu. Niekedy však nemáte dosť sily, aby ste predmet uviedli do pohybu. Preto ľudia vynašli stroje, ako je páka alebo kladka, aby znásobili svoje sily. Ľudia sa naučili ovládať elektrinu alebo magnetizmus, aby boli užitočné pre ľudstvo. Iná prírodná sila – gravitácia – všetko priťahuje k zemi.
Väčšinu zákonov týkajúcich sa sily a pohybu objavil v 60. rokoch 17. storočia anglický učenec Isaac Newton. Na jeho počesť sa dnes sila meria v newtonoch (N). Jeden newton je zruba sila, ktorá pôsobí na vašu dlaň, keď v nej držíte veľký pomaranč.
Ľudia na kolotoči sa pohybujú do kruhu v dôsledku pôsobenia dvoch protikladných síl – odstredivej, ktorá ich ťahá von a dostredivej, ktorá ich ťahá do stredu.
Vždy, keď na určitý predmet pôsobí nejaká sila, vzniká ďalšia sila, nazývaná sila reakcie, pôsobiaca opačným smerom. Kajakár veslujúci na vode sa pohybuje dopredu práve pôsobením akcie a reakcie. Jeho veslo tlačí vodu dozadu – to je akcia, zatiaľ čo reakcia je sila, ktorou voda pôsobí na veslo – tá ženie kajak po hladine dopredu.
Od hmotnosti nejakého predmetu závisí, ako rýchlo sa bude pohybovať a ako dlho potrvá, kým zastane.

Súčin hmotnosti a rýchlosti sa nazýva hybnosť – môže sa prenášať z jedného predmetu na druhý, napríklad medzi dvoma biliardovými guľami.
Autobus sa ťažšie tlačí než auto pretože predmet s väčšou hmotnosťou má väčšiu zotrvačnosť, čo znamená, že na jeho zrýchlenie treba vynaložiť väčšiu silu.
Dve sily, ktoré sú v rovnováhe, a teda nevyvolávajú nijaký pohyb, sa nazývajú statické sily. Na tomto princípe fungujú napríklad mosty.
Gravitácia je sila, ktorá pôsobí medzi dvoma predmetmi a priťahuje ich jeden k druhému. Gravitačná sila Zeme priťahuje ľudí k podlahe a je príčinou ich váhy.
Ak vyskočíte do vzduchu, vrátite sa späť na Zem. Príčinou je zemská gravvitácia, ktorá vás ťahá dolu k našej Zemi. Keby nejestvovala nijaká gravitácia, odleteli by ste zo Zeme do vesmíru. Gravitácia spôsobuje pohyb hviezd a planét, aj to, že Mesiac deň čo deň vyvoláva príliv a odliv. Príťažlivá sila tiež spôsobuje, že pociťujeme svoju váhu.
Čím je gravitácia slabšia, tým menej vážite. Ak by ste sa ocitli vo vesmíre ďaleko od ostatných predmetov, nepocítili by ste nijakú gravitáciu. Znamená to, že by ste boli úplne zbavený váhy, hoci vaša hmotnosť (množstvo látky vo vašom tele) by sa väbec nezmenila. Váha čohokoľvek na Zemi závisí od jeho hmotnosti. Napríklad mrož má väčšiu hmotnosť než myš, teda pociťuje väčšmi účinky gravitácie. Keď sa hovorí o gravitácíi, spravidla sa myslí na zemskú gravitáciu. Gravitačná príťažlivosť však existuje medzi akýmikoľvek dvoma predmetmi. Čím je väčšia hmotnosť každého z nich a čím sú k sebe bližšie, tým väčšia gravitačná sila medzi nimi pôsobí. Napríklad aj dve lode na mori sa priťahujú, ale ich gravitačná príťažlivosť je taká malá v porovnaní s inými silami na Zemi, že nestojí za povšimnutie. Dve kozmické lode, ktoré sú síce vzdialené od ostatných objektoov vo vesmíre, ale sú blízko seba, môžu sa priťahovať gravitačnou silou, ktorá sa nazýva mikrogravitácia..
Podobne, ako všetky sily, aj gravitácia mení ráchlosť predmetov. V blízkosti povrchu Zeme urýchluje všetky predmety rovnako (so zrýchlením 9,81 m/s2 ), či už sú ťažké alebo ľahké. Keď z vysokej budovy odrazu pustíte plnú a prázdnu škatuľu, obe dopadnú na zem súčastne.
Pri voľnom páde z lietadla parašutisti zažívajú pocit beztiažového stavu. V skutočnosti ich priťahuje gravitačná sila Zeme, ale proti nej pôsobí odpor vzduchu. Váhy sa možno reálne zbaviť iba mimo zemskej atmosféry – vo vesmíre.
Prvé vesmírne rakety využívali gravitačnú príťažlivosť Zeme, aby sa dostali na obežnú dráhu okolo našej planéty. Dnes využívajú rovnaký princíp všetky družice.
Rýchlosť pri štarte určuje, či raketa opustí oblasť pôsobenia zemskej gravitácie a odletí do vesmíru, alebo či spadne naspäť na Zem.
Kozmonauti a piloti stíhačiek pociťujú účinky gravitácie najmä počas štartu.

Nielenže gravitácia deformuje ich tváre, ale všetka krv z hlavy sa im nahrnie do nôh, takže často upadajú do bezvedomia.
Sir Isaas Newton (1643 – 1727) objavil gravitačný zákon pravdepodobne vtedy, keď si všimol, ako jablko padá zo stromu.
Gravitácia udržiava Saturnov prstenec na obežnej dráhe okolo planéty. Ak chce kozmická loď prekonať gravitačné pôsobenie Zeme, musí dosiahnuť rýchlosť 11,2 km/s. Nazýva sa úniková rýchlosť.
Použitá literatúra: Všeobecná encyklopédia pre mladých
Vypracovala: Katarína Tonková.

Zdroje:

Všeobecná encyklopédia pre mladých -