U prirodi se ništa ne menja bez uzroka. Ako neko telo miruje, ono će ostati u mirovanju sve dok na njega ne deluje neka spoljašnja sila. Isto važi i za telo koje se kreće ravnomerno pravolinijski – ono će nastaviti da se kreće istom brzinom i pravcem dok ga neka sila ne primora da promeni stanje kretanja.
Ovo pravilo nazivamo zakon inercije (prvi Njutnov zakon). Dakle:
- Telo u mirovanju ostaje u mirovanju.
- Telo u ravnomernom pravolinijskom kretanju nastavlja da se kreće istom brzinom i pravcem.
- Promena nastaje samo ako deluje sila.
2. Šta se dešava kada deluje sila?
Pretpostavimo da na neko telo deluje sila F tokom određenog vremena Δt. U tom periodu brzina tela se promenila od početne brzine $v_0$ do neke nove brzine $v$. Promena brzine je:
$ \Delta v = v – v_0 $
Pošto se promena brzine dogodila u vremenskom intervalu $\Delta t$, možemo izračunati ubrzanje:
$ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} $
Dakle, ubrzanje pokazuje koliko se brzo menja brzina tela.
3. Veza između sile i ubrzanja
Iz iskustva znamo:
- Što je veća sila, veće je ubrzanje.
- Ako ista sila deluje na tela različitih masa, telo veće mase ima manje ubrzanje.
To znači da ubrzanje zavisi od sile i mase tela. Matematički:
$ a \propto F \quad \text{i} \quad a \propto \frac{1}{m} $
Kombinovanjem dobijamo:
$ a = \frac{F}{m} $
Ovo je Drugi Njutnov zakon: ubrzanje koje dobija telo direktno je proporcionalno sili koja deluje na njega, a obrnuto proporcionalno masi tela.
4. Osnovna jednačina dinamike
Ako izraz preuredimo, dobijamo poznatiji oblik:
$ F = m \cdot a $
Ovo je osnovna jednačina dinamike pravolinijskog kretanja. Ona nam govori:
- F – sila (izražava se u njutnima, N)
- m – masa tela (izražava se u kilogramima, kg)
- a – ubrzanje (izražava se u metrima u sekundi na kvadrat, $m/s^2$)
5. Primer iz prirode
Kada kamen pada na tlo, on se kreće ubrzano. Uzrok tog ubrzanog kretanja je sila zemljine teže koja deluje na kamen.
6. Zaključak
Sila je uzrok ubrzanog kretanja. Svaki put kada vidite da se telo ubrzava, potražite silu koja to izaziva.