Praktické využitie poznatkov z mechaniky Poznatky objavené fyzikou majú velký význam jednak pre dalšie prírodné vedy, jednak pre techniku a technický rozvoj. Je to dané najmä tým, že fyzika sa zaoberá štúdiom procesov, ktoré nachádzame v živej i neživej prírode, na Zemi aj v celom vesmíre. Mechanika položila základy v historickom vývoji fyziky. Umožnuje nám pochopit väcšinu základných fyzikálnych pojmov, velicín, zákonov a princípov, uvádza nás do fyzikálneho myslenia a umožnuje nám získat vela užitocných poznatkov. Mechanický pohyb O mechanickom pohybe telies hovoríme vtedy, ak menia vzhladom na nás svoju polohu. Pri pozorovaní objektov, ako sú napríklad lietadlo, ktoré letí, otácajúce sa kolesá idúceho bicykla, oblaky plynúce po oblohe, vidíme ako sa tieto objekty pohybujú. Ciže menia svoju polohu vzhladom na nás. Teleso sa pohybuje po urcitej trajektórii. Ked lietadlo letí, vlastné sa posúva a všetky jeho body opíšu za ten istý cas rovnakú trajktóriu. Tomuto hovoríme posuvný pohyb. Takýto pohyb vykonáva aj napríklad karoséria auta pri pohybe po priamej ceste, alebo skokan na lyžach pri jeho lete z mostíka. Pri pozorovaní spíleného padajúceho stromu, vidíme, že body netvoria rovnakú trajektóriu. Pri tomto pohybe vytvárajú body trajektóriu v tvare kružnice, so stredom na osi otácania. Body dalej od osi prejdú dlhšiu dráhu, ako body bližšie k osi otácania. Takýto pohyb môžeme pozorovat aj pri otácaní sa kotúca cirkulárky, ale tiež CD, alebo ventilátor vykonávajú otácaví pohyb. Rovnomerný a nerovnomerný pohyb Rovnomerný pohyb je taký pohyb, pri ktorom teleso prejde za rovnaký cas rovnakú dráhu. V prípade, že to tak nieje hovoríme o nerovnomernom pohybe. Auto, ktoré ide napríklad z jedného mesta do druhého vykonáva nerovnomerný pohyb. V meste prejde za urcitý cas menšiu dráhu ako mimo mesta, pretože v meste musí íst pomalšie a taktiež ho brzdia semafory, križovatky, chodci atd. Pri rozbiehaní vykonáva zrýchlený pohyb a naopak pri brzdení spomalený pohyb. Takéto pohyby môžu vykonávat aj napríklad cyklista, strela, korculiar. Rovnomerným pohybom sa pohybuje napríklad kazeta (páska v kazete) vo videu, kyvadlo hodín, ozubené kolecka v hodinkách, teoreticky aj Zem sa pohybuje okolo Slnka rovnomerným pohybom a mnoho iných objektov okolo nás. Praktické využitie týchto poznatkov je napríklad pri plánovaní nejakej cesty autom. Z priemernej rýchlosti a vzdialeností miest si môžeme vypocítat dobu cestovania. Môžeme si vypocítat spotrebu benzínu, z toho odvodit náklady na cestu a mnoho iných vecí, ktoré môžu byt dôležité a môžu nám pomôct pri plánovaní nejakej dlhšej cesty autom. Lietadlo pri štarte musí vyvinút velké zrýchlenie a dosiahnut velkú rýchlost, aby dokázalo vzlietnut a letiet. Najväcšia rýchlost akou sa telesá môžu teoreticky pohybovat je rýchlost svetla. To znamená, že nic sa nemôže pohybovat rýchlejšie ako svetlo. Toto vyslovil v roku 1905 nemecký fyzik Albert Enstein (1879-1955) vo svojej špeciálnej teórii relativity. Gravitácia Ked som už spomenul jedného fyzika spomeniem aj dalšieho. Je ním anglický fyzik Isaac Newton. Ten v roku 1687 sformuloval pohybové zákony a gravitacný zákon. Zem obieha okolo Slnka a pohybuje sa pri tom asi 50krát rýchlejšie ako náboj vystrelený z pušky. Na obežnej dráhe udržuje zemegulu velká sila – gravitácia. Gravitácii podlieha všetko; je to sila ktorá pritahuje telesá jedno k druhému. Jej velkost závisí od toho aký je objekt tažký; najväcšmi sa teda prejavuje pri obrovských telesách, akými sú napríklad planéty. Gravitacná sila pritahuje aj nás hoci to necítime. Zemská prítažlivost nás udržiava na povrchu Zeme bez ohladu na to, kde sa nachádzame. Gravitácia totiž pôsobí vždy do stredu Zeme. Niekedy však uvidiet alebo pocítit jej dôsledky: napríklad ked krácame hore schodmi, musíme vynaložit urcitú námahu, lebo prekonávame gravitacnú silu. Volný pád Zemská prítažlivost spôsobuje, že padajúce telesá zväcšujú svoju rýchlost. Táto rýchlost nezávisí od ich hmotnosti: lahký predmet padá rovnako rýchlo ako tažký – ak nan nepôsobí odpor vzduchu. Prvýkrát si to všimol taliansky vedec Galileo Galilei (1564-1642). Napríklad: Ak z nejakej výšky pustíme vajce a kamen, padajú rovnako rýchlo a dopadnú na zem naraz, napriek tomu, že vajce je ovela lahšie ako kamen. A nakoniec sa vajce ešte aj rozbije. Tažisko Velký a nemotorný predmet, ako je napríklad rebrík, sa najlepšie nesie tak, že ho uchopíme v strede. V tomto bode, ktorému hovoríme tažisko alebo hmotný stred, sa váha rebríka vyrovnáva. Teleso s velkou a tažkou podstavou má tažisko nízko, preto sa len tak lahko neprevráti. Toto sa využíva napríklad pri stavbách budov. Zistili to už aj staroveké civilizácie, ked stavali pyramídy. Tento typ stavby má velkú základnu a postupne smerom nahor sa objekt zužuje a preto sú tieto stavby velmi stabilné. Pri konštruovaní automobilov a ostatných dopravných prostriedkov sa výpoctami zistuje tažisko a podla toho sa navrhuje rozmiestnenie agregátov a iných castí vozidla. Odstredivá sila Pohyb po kruhovej dráhe, napríklad na kolotoci, alebo v autobuse v zákrute, nás vynáša do strany, von zo stredu kruhu. Mame pocit, akoby nás vytlácala nejaká sila. V skutocnosti je tato odstredivá sila iba ilúziou, klamom. Tieto javy sa využívajú v laboratóriách (odstredivky). Spojka na babete tiež využíva odstredivú silu. Sú taktiež aj odstredivé cerpadlá, ktoré využívajú odstredivú silu. Odstredivý regulátor, ktorý sa využíva v elektrotechnike. Zrýchlenie Pôsobením sily teleso zväcšuje svoju rýchlost. Motory aut, alebo lodí vyvíjajú silu a tá lod zrýchluje, ale oproti nej pôsobí odporová sila. Odporová sila môže byt spôsobená vzduchom, u lodí aj vodou. Odporová sila sa pri narastajúcej rýchlosti telesa zväcšuje. Ked sa hnacia a odporová sila vyrovnajú, rýchlost sa ustáli. Velmi velké zrýchlenie majú pretekárske auta. Tieto autá dokážu zrýchlit z nula na sto kilometrov za hodinu za úžasne krátky cas. Akcia a reakcia Cln s veslami sa pohybuje, vdaka akcii a reakcii. Sila, ktorou veslá tlacia na vodu, je akcia. Pohybujúca sa voda pôsobí na veslá rovnako velkou silou, no opacnou a to spôsobuje pohyb clna. Zotrvacnost Pri uvádzaní telesa do pohybu je potrebné vynaložit silu. To isté platí aj ked teleso chce zastavit. Cím je teleso tažšie tým väcšiu má zotrvacnost. Preto tažké kamióny potrebujú na rozjazd dlhšiu dráhu a silnejší motor a taktiež na zastavenie potrebujú dostatocne dlhú dráhu. Osobné auta, ktoré majú menšiu hmotnost potrebujú menšiu rozjazdovú a brzdnú dráhu. Zotrvacnost tiež autá využívajú napríklad pri príchode na križovatku, a to tak, že v urcitej vzdialenosti prestanú pridávat plyn, prípadne zaradia neutrál a na križovatku sa dostanú vplyvom zotrvacnosti. Trenie Medzi dvoma povrchmi, ktoré navzájom trú jeden o druhy vzniká trecia sila. Pri tomto trení vzniká teplo. Trenie sa využíva napríklad pri brzdení, kde brzdy trú o cast kolesa (napríklad o brzdný kotúc) a tým spomalia koleso a tým celé auto. Naopak velké trenie môže byt aj nežiaduce. Toto môžeme eliminovat tým, že trecie plochy premažeme a tým znížime trenie a zvýšime výkon. Hydrostatika Pascalov zákon sa využíva napríklad v hydraulike. Hydraulika sa využíva napríklad vo vysokozdvižných vozíkoch, kde na zdvihnutie tažkého telesa vdaka hydraulike stací menšia sila. Hydraulika ma velké využitie v strojárstve: bagre, lode, roboty, žeriavy, buldozéry. Archimedov zákon sa využívajú napríklad pri lodiach. Napriek tomu, že lod je zo železa, nepotopí sa. A to preto, lebo lod nie je celá zo železa, ale nachádzajú sa tam vzduchové casti. Tým je objem lode väcší, vytlací viac vody, ktorej tiaž sa rovná sile, ktorá nadlahcuje lod. Tento jav sa využíva aj v ponorkách. Ked sa chce ponorka ponorit naberie vodu a ponorí sa. Ked chce naopak stúpat vytlací potrebné množstvo vody, tým zmenší váhu pri rovnakom objeme a zacne stúpat. Najcastejšie môžeme Archimedov zákon pozorovat vo vani. Ked si lahneme do vani, hladina vody sa zvýši. Hmotnost tejto vytlacenej kvapaliny, sa podla Archimedovho zákona rovná sile, ktorá nás nadlahcuje.