U prirodi se nijedna promena ne može desiti bez uzroka. Pre nego što padne kiša, formiraju se oblaci. Da bi ptica poletela, mora mahnuti krilima. Isto važi i za golf lopticu – da bi se zakotrljala, neko je mora udariti. Dakle, mora postojati uzrok promene kretanja.
Taj uzrok, delovanje koje izaziva promenu kretanja, naziva se sila.
Definicija sile
Isak Njutn je definisao silu kao uzrok promene u kretanju tela. Danas se sila definiše na sledeći način:
Sila je mera uzajamnog delovanja dva tela.
Označavamo je velikim latiničnim slovom F, a merna jedinica je njutn (N), u čast Isaka Njutna.
$ [F] = \text{N} $
Jedan njutn je definisan kao sila koja telu mase 1 kg daje ubrzanje od 1 m/s²:
$ 1 \text{N} = 1 \text{kg} \cdot \text{m/s}^2 $
Delovanje sile na telo
Ako telo na koje deluje sila ne može da se pomeri, dolazi do deformacije. Ona može biti:
- Elastična deformacija – telo se vraća u prvobitni oblik (npr. drvo se ispravi nakon vetra).
- Plastična deformacija – telo ostaje trajno izmenjeno (npr. drvo se slomi).
Vrste sila
Sile možemo podeliti na:
1. Sile trenja
- Sila trenja klizanja – javlja se kada telo klizi po drugom telu.
- Sila trenja kotrljanja – javlja se kada se telo kotrlja (npr. bicikl po pesku).
Sile trenja se uvek suprotstavljaju kretanju, ali ne zavise od brzine klizanja ili kotrljanja.
2. Sila otpora sredine
Ako ste pokušali da trčite kroz vodu, znate da je teško. To je sila otpora sredine, koja zavisi od brzine kretanja:
$ F_{\text{otpora}} \propto v $
Što je brzina veća, otpor je jači. Ova sila postoji i u vazduhu (npr. otpor pri vožnji automobila).
3. Elastična sila
Sila koja vraća telo u prvobitno stanje nakon istezanja ili sabijanja (npr. opruga). Opisuje je Hukov zakon:
$ F = -k \cdot x $
gde je:
- (k) – konstanta opruge,
- (x) – izduženje opruge.
4. Sile koje deluju na daljinu
Postoje sile koje deluju bez direktnog kontakta, putem fizičkih polja:
- Gravitaciona sila – deluje između masa.
- Električna sila – deluje između naelektrisanih tela.
- Magnetna sila – deluje između magneta.
Značaj sile u fizici
Sila je osnovni pojam jer objašnjava uzajamna delovanja u prirodi. Ceo svemir je zbirka različitih sila koje deluju između tela i čestica.