Výsledná síla působící na těleso je součtem všech vnějších sil, které na těleso působí.
Vektorový součet všech sil působících na těleso vyjadřuje výslednou sílu.
Výsledek složení dvou nebo více sil nazýváme výsledná síla17.
Síly ležící na stejné přímce
V případě sil, které působí v jedné přímce, můžeme síly skládat algebraicky.
K tomu, abychom porozuměli vektorovému skládání sil, začneme skládat síly ležící na jedné přímce.
Příklad
Trenér asistuje svému svěřenci při zvedání nakládací činky o hmotnosti 100 kg v případě cvičení bench press. Trenér působí na nakládací činku silou 70 N a sportovec silou 920 N směrem vzhůru. Podařilo se jim zvednout nakládací činku? Jakou výslednou silou bylo působeno na činku?
Řešení
Tíhovou sílu činky můžeme vypočítat takto:
FG = mg = 100 ⋅ 9,81 = 981 N.
Předpokládejme, že směr působení síly vzhůru je směr kladný, tedy:
F = 70 N + 920 N + (−981 N) = 9 N.
Výsledná síla F je tedy 9 N a sportovec s dopomocí trenéra nakládací činku zvedne.
Sbíhavé síly
Sbíhavé síly nepůsobí na jedné přímce, ale působí přes jeden společný bod (obr. 2).
Obrázek 2 Skládání sbíhavých sil.
Pokud spojíme působiště horizontální síly a koncový bod vertikální síly, získáme sílu výslednou. Když řekneme, že směr působení je doleva a nahoru, jsme v popisu dost nepřesní. Přesněji můžeme popsat působení síly úhlem mezi výslednou silou a vertikální nebo horizontální přímkou.
Trigonometrická technika
Ke stejnému výsledku můžeme dojít pomocí Pythagorovy věty. Trigonometrie nám v podstatě říká, že existuje stejný poměr mezi délkami stran pravoúhlého trojúhelníku, které mají stejné úhly. Nezáleží tedy na velikosti stran trojúhelníku, ale na jejich poměru délek.
Příklad
Vertikální reakční síla země (normálová kontaktní síla), která působí na nohu běžce, má velikost FRA = 2200 N, třecí síla působí směrem dozadu a její velikost je FRB = 500 N. Jaký je směr a velikost výslednice těchto dvou sil FRC (obr. 3)?
Obrázek 3 Došlap při běhu. Modrá šipka reprezentuje výslednou reakční sílu FRC. Černé šipky reprezentují třecí složku reakční síly FRB a vertikální složku reakční síly FRA, které působí na chodidlo.
Použijeme Pythagorovu větu k výpočtu výsledné síly:
FRA2 + FRB2 = FRC2
FRC2 = 22002 + 5002
FRC = 2256 N.
a funkci arkustangens ke stanovení úhlu mezi výslednou a horizontální silou:
Výsledná síla FRC má velikost 2256 N a svírá úhel α = 77,2° s horizontální rovinou.
Velikost výsledné síly dvou působících kolmých sil můžeme získat pomocí Pythagorovy věty, její směr pomocí trigonometrie.
17 V literatuře psané anglickým jazykem se setkáváme také s pojmem „net force“ neboli celková síla, který vyjadřuje vektorový součet všech vnějších sil působících na těleso. Zpět