- Pohyb hmotného bodu
- Newtonovy pohybové zákony
- Práce a energie
- Mechanika tuhého tělesa
- Mechanika kapalin
Mechanika
Mechanika tuhého tělesa
Zkoumáme-li působení sil na tělesa a nikoli pouze na hmotné body, je situace mnohem zajímavější. Přitom tělesem budeme rozumět hmotný objekt, který se působením vnějších sil nedeformuje (bývá označován jako tuhé těleso).
Síla, která na těleso působí, může přivodit jeho posunutí nebo otočení.
Posuvný účinek síly se neliší od působení na hmotný bod, otáčivý účinek síly si však zaslouží bližší zkoumání.
Představme si těleso otáčivé kolem pevné osy (působící síla nemůže těleso posunout, pouze otočit kolem osy). Je zřejmé, že síly stejné velikosti ale různých směrů a působišť budou mít na těleso různé otáčivé účinky (vyzkoušejte např. s pootevřenými dveřmi, jejichž osu otáčení určují panty) - některá síla s dveřmi pohne snadno, některá tíž a některé síly s nimi nepohnou vůbec - jaké pravidlo platí pro velikost otáčivého účinku síly?).
Otáčivý účinek síly charakterizuje vektorová veličina moment síly M = F.d, její jednotkou je Nm.
Podobně jako síly můžeme skládat i momenty sil působící na těleso otáčivé kolem pevné osy - je-li součet momentů různých sil působících na těleso nulový, říkáme, že jsou působící síly v rovnováze.
Zvláštním případem působení sil na tuhé těleso je tzv. rovnováha tuhého tělesa - působící síly nezpůsobí změnu jeho pohybového stavu.
Rozlišujeme tyto druhy rovnovážného stavu tělesa:
Stálou (stabilní) rovnovážnou polohu - má těleso, které se po vychýlení samovolně vrací zpět do rovnovážné polohy:
Vratkou (labilní) rovnovážnou polohu - má těleso, u kterého se po vychýlení z rovnovážné polohy výchylka zvětšuje a těleso se samo do rovnovážné polohy nevrátí:
Volnou (indiferentní) rovnovážnou polohu - má těleso zavěšené ve zvláštním bodě, který nazýváme těžiště tělesa - po vychýlení z rovnovážné polohy zůstává v nové poloze, výchylka se nemění - těleso je opět v rovnovážné poloze: