FyzWeb síly |
|||||||||||||||||
Těžiště
Vezměte si 16 hřebíků například 60 mm, nebo 100 mm dlouhých, jeden z nich mírně zatlučte do kousku dřevěné destičky a ostatní hřebíky se pokuste narovnat navrch tak, aby se nedotýkaly ničeho jiného, než hlavičky zatlučeného hřebíku. Nesmíte přitom použít žádné lepidlo, magnety, nebo nějaký spojovací materiál. Pokud se vám nedaří hřebíky poskládat, nezoufejte, určitě časem zjistíte, jak na to. Zatím zkuste uhádnout, jak dopadne následující experiment.
Až budete mít dobře rozmyšleno, jak by měl pokus se smetákem dopadnout, vyzkoušejte si prakticky, jestli jste měli pravdu a podívejte se, proč se smeták chová právě tak. Z vysvětlení předchozího pokusu vyplývá, že jakýmsi důležitým centrem tělesa z hlediska rozložení jeho hmoty je takzvané těžiště. Co přesně znamená tento pojem? Každé těleso si můžeme představit složené z velkého množství malých částí (případně až jednotlivých molekul). Na každou takovou malou část působí tíhová síla, viz následující obrázek. Pokud nahradíme všechny tyto malé síly jednou celkovou tíhovou silou, její působiště bude ležet právě v bodě, kterému se říká těžiště.
Výsledná tíhová síla působí v místě, kterému říkáme těžiště. Jak zjistíme, kde se nachází těžiště tělesa? Pokud těleso podepřeme v těžišti, zůstane v rovnováze a nepřeklopí se. Uměli byste vysvětlit tuto zajímavou vlastnost těžiště? Vysvětlení Jednoduchou metodou, jak zjistit polohu těžiště je tedy podkládat těleso v různých místech například prstem, nebo špendlíkem (podle toho jak chceme být přesní) dokud těleso nebude vyváženo. Taková metoda je vhodná u dlouhých nebo plochých předmětů - například různých desek apod.
Možná dokážete určit polohu těžiště nějakého tělesa aniž byste to museli zkoušet. Například těžiště rovné špejle se bude zřejmě nacházet přesně v polovině její délky, těžiště sešitu (nebude-li se ohýbat) bude ležet v průsečíku úhlopříček prostřední stránky... Asi uhádnete polohu těžiště mnoha dalších symetrických předmětů, která jsou celá vyrobena ze stejného materiálu.
Máte-li všechny příklady rozmyšleny, podívejte se na možná řešení. Máte nyní, kdy jsme si řekli něco o těžišti, lepší představu o tom, kdy je těleso vyvážené (v rovnováze) a co to znamená? Na čem závisí, stabilita tělesa a kde se toho dá využít? Jak to všechno souvisí s rovnáním hřebíků na jednu hlavičku?
|