MECHANIKA‎ > ‎

Neinerciální vztažné soustavy. Setrvačné síly

Víme:
NEINERCIÁLNÍ VZTAŽNÁ SOUSTAVA = každá sousta, která se vzhledem k IVS pohybují jinak než rovnoměrně přímočaře

myšlenkový pokus: pozorování pohybu izolovaného tělesa (kuličky) ve vagónu, který se pohybuje po přímé trati pohybem rovnoměrně zrychleným (a = konstanta)


z těchto dvou pohybů vyplývá:


V neinerciálních vztažných soustavách nezůstává izolované těleso v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu. Na těleso v NIVS působí setrvačná síla FS = m ∙ a, vznikající jako důsledek zrychleného pohybu soustavy.



    DŮSLEDKY MYŠLENKOVÉHO POKUSU:

            1) setrvačná síla nemá původ ve vzájemném silovém působení těles ale v NIVS  neexistuje k ní reakce

            2) v NIVS neplatí 1. a 3. NPZ (2. NPZ platí, počítáme-li i se setrvačnými silami)

            3) setrvačné síly existují pouze v NIVS (v IVS setrvačné síly neexistují)

SETRVAČNÉ SÍLY V PRAXI

1) AUTOBUS S CESTUJÍCÍMI PROJÍŽDĚJÍCÍ ZATÁČKOU                       

                    (z hlediska pozorovatele uvnitř autobusu) - viz 3

2) TĚLESO O HMOTNOSTI m V KABINĚ VÝTAHU

3) ODSTŘEDIVÁ SÍLA

např.: cestující v autobuse, který projíždí zatáčku tvaru kružnicového oblouku  na cestující působí síla, která tlačí cestující do oken autobusu (na vnější straně zatáčky) - z hlediska pozorovatele v autobuse (v NIVS)

    je to síla setrvačná, kterou v tomto případě nazýváme ODSTŘEDIVOU (FO)

            platí: Fo = - Fd

                    Fo = m ∙ ad

    VLASTNOSTI Fo:

            1) je to síla setrvačná (existuje pouze v NIVS)

            2) má směr poloměru ven ze středu kružnice

            3) pro její velikost platí:

                    

Příklad: Cyklista jedoucí po přímé betonové silnici rychlostí 27 km/h vjede náhle do zatáčky o poloměru 25 m. Jak musí cyklista jet, aby zatáčku bezpečně projel? (g = 10 m ∙ s-2) Tření a odpor vzduchu zanedbejte.

řešení:

v = 27 km/h = 7,5 m/s
r = 25 m
α = ?

platí (viz obrázek):

        

Aby se cyklista při jízdě nepřeklopil, musí se naklonit o úhel 13° dovnitř zatáčky.