Jeżeli chcesz powrócić na początek strony kliknij w menu  STATYKA

Wielkość fizyczna, to fizyczna właściwość ciała lub zjawiska, którą można odróżnić od innych właściwości oraz określić ilościowo. Mogą być one mierzone i opisywane za pomocą liczb i jednostek. Każda wielkość fizyczna posiada swój symbol.
Pomiędzy wielkościami fizycznymi i ich jednostkami występują zależności, które przedstawiamy za pomocą równań i wykresów. Wartości liczbowe wielkości są wyrażane w jednostkach miar. Zestawienie jednostek miar wielkości i zależności między nimi określane są w układach jednostek miar. Obowiązujący i powszechnie stosowany jest układ jednostek SI.

Wielkości fizyczne dzielimy na:

• skalarne np.: masa, czas, energia, gęstość

• wektorowe np.: prędkość, przyspieszenie, siła

Sumowanie wektorów - patrz: Sumowanie sił.

Pojęcie siły

Siła jest miarą oddziaływania ciał na siebie. Jest to wielkość wektorowa posiadająca: wartość, kierunek, zwrot i punkt przyłożenia. Oznaczamy ją symbolem F. Jednostką siły jest [Niuton]   1[N] = [kg m/s²]

Skutki działania sił dzielimy na:

•  statyczne (odkształcenie ciała - zmiany jego kształtu i/lub wymiarów)

•  dynamiczne (zmiana prędkości lub kierunku ruchu ciała, zatrzymanie lub wprawienie w ruch)

Jeżeli na ciało działa jednocześnie  kilka sił (nazywamy je składowymi) to działanie tych sił możemy  zastąpić  jedną siłą wypadkową F_w, którą wyznaczamy graficznie wykonując sumowanie sił składowych.

Składanie sił działających wzdłuż jednej prostej (lub prostych równoległych),  mających ten sam zwrot:
F1 i F2 - siły składowe mające zgodne zwroty, działają na jednej prostej.
Fw - siła wypadkowa

Przesuwając punkt przyłożenia siły F2 do końca siły F1 otrzymujemy odcinek o początku w początku F1 i końcu w końcu F2, który jest wartością siły wypadkowej (Fw).
Fw = F1 + F2 (dodajemy długości wektorów F1 i F2)
Wartość siły wypadkowej równa się sumie wartości sił składowych.

Składanie sił działających wzdłuż jednej prostej (lub prostych równoległych),  mających przeciwne zwroty:
F1 i F2 - siły składowe mające przeciwne zwroty, działają na jednej prostej.
 Fw - siła wypadkowa

Przesuwając punkt przyłożenia siły F2 do końca siły F1 otrzymujemy odcinek o początku w początku F1 i końcu w końcu F2, który jest wartością siły wypadkowej (Fw).
Fw = F1 - F2 (odejmujemy długości wektorów F1 i F2)
Wartość siły wypadkowej jest równa różnicy wartości sił składowych. Zwrot siły wypadkowej jest zgodny ze zwrotem siły o większej wartości.
Jeśli oznaczymy siły zwrócone w prawo znakiem plus (+), a zwrócone w lewo znakiem minus (-), to siła wypadkowa jest równa sumie algebraicznej sił składowych

Składanie sił działających wzdłuż prostych przecinających się:
F1 i F2 - siły składowe, działają  wzdłuż prostych przecinających się.
Fw - siła wypadkowa (wyznaczona metodą równoległoboku)

Aby zbudować równoległobok sił, należy z końca każdej siły składowej poprowadzić prostą równoległą do drugiej siły składowej. Przekątna tak zbudowanego równoległoboku (łącząca punkt ich przecięcia z punktem przyłożenia sił) jest wektorem siły wypadkowej Fw.
Jeżeli wektory F1 i F2 są do siebie prostopadłe to wektor Fw jest przekątną prostokąta o bokach F1 i F2.
[wróć wektor]

Siłę, która równoważy działanie sił składowych (lub ich siły wypadkowej) nazywamy siłą równoważącą Fr
Fw - siła wypadkowa      Fr - siła równoważąca.
Cechy siły równoważącej:
- wartość Fr  równa się wartości Fw
- kierunki  Fr i Fw są takie same
- zwrot Fr jest przeciwny do zwrotu Fw

Ramieniem siły r nazywamy odległość punktu obrotu ciała od kierunku danej siły. Ramię siły jest zawsze prostopadłe do kierunku siły.
Jeśli punkt obrotu leży na kierunku siły, to ramię siły jest równe zeru.

Moment siły jest to iloczyn wartości siły i jej ramienia.     M = F ^. r

Maszyny proste - to urządzenia  ułatwiających wykonanie pewnych czynności (pracy) poprzez zmianę wartości lub kierunku działania siły wykonującej daną pracę.
Przyrządy te działają zgodnie z zasadą zachowania energii (pracy), praca wykonana nad danym układem bez maszyny prostej oraz z użyciem maszyny w różnych układach jest taka sama. Korzyść polega na tym, że możemy np. użyć mniejszej siły, ale wówczas musimy pokonać dłuższą drogę. Najczęściej spotykane maszyny proste to: dźwignia, krążki i równia pochyła.

Dźwignia jest rodzajem przekładni zamieniającej wielkość obciążenia F_o zewnętrznego na odpowiednią wartość siły napędowej F_n.
Przełożenie dźwigni wynosi;
i = F_n / F_o

Ze względu na na położenie sił w stosunku do osi obrotu:
a) dźwignie dwustronnej    
i = L_o / L_n

b) dźwignie jednostronnej  
i = L_o / (L_n + L_o)

Równanie równowagi dźwigni:
Jeżeli układ sił działających na ciało jest w równowadze, to suma momentów wszystkich tych sił względem dowolnego punktu jest równa zeru.
M1 + M2 + M3 + ... + Mn = 0 (n - liczba działających sił)

dla dźwigni dwustronnej (a)   
- F₀^.r₀ + F_n^. r_n= 0
To równanie nazywa się równaniem momentów sił.

M₁ = M₂      F_c r₂ = F r₁   
r₁ = r₂      F = F_c

Krążek ruchomy:
F - siła czynna    F_c - opór użyteczny

Krążek, na którym zawieszone jest
ciało podnoszone to krążek ruchomy.

Ciężar podnoszonego ciała rozkłada się na dwie równe i równoległe siły, z których jedna jest siłą czynną.

Równia pochyła jest to płaszczyzna odchylona pod pewnym kątem od poziomu.
Na ciało znajdujące się na równi pochyłej działa siła ciężkości F_c, którą można rozłożyć na dwie składowe - prostopadłą i równoległą do poziomu równi.
F - siła czynna-składowa równoległa (poruszająca ciało)
F_c - ciężar ciała
F_n - siła nacisku ciała na równię
l - długość równi
h - wysokość równi
a - kąt pomiędzy płaszczyzną równi a poziomem;
kąt pomiędzy siłami F_c i F_n
F = F_c^. sina gdzie sina = h:l
F = F_c ^.h : l