Príklad 2.5.1:Vo vagóne je zavesené závažie s hmotnosťou 200 g na niti dĺžky 1 m. O aký uhol sa niť vychýli zo zvislej polohy, ak sa vagón bude pohybovať priamočiaro so zrýchlením 3m/s2

Riešenie: Vagón sa pohybuje priamočiaro so zrýchlením, preto vzťažná sústava spojená s vagónom bude neinerciálna. Na závažie pôsobí zotrvačná sila, ktorá má opačný smer ako zrýchlenie sústavy . Okrem toho pôsobí závažie na niť svojou tiažou .Výslednica týchto síl bude kompenzovať účinok sily napínajúcej niť , preto niť bude mať smer daný touto výslednicou síl  (obr. 2.5.6 ). Uhol, o ktorý sa niť vychýli zo zvislej polohy potom 

(1).

Dosadením veľkosti síl Fz = ma a G = mg do (1) 


úpravou


a použitím číselných hodnôt




Niť sa vychýli od zvislého smeru o 170. 



Obr. 2.5.6

 



Späť



Príklad 2.5.2:
Aká je zdanlivá tiaž osoby hmotnosti 75 kg vo výťahu, ktorý sa pohybuje 
a) nahor spomalením 0,2 m/s2 a dolu so zrýchlením  0,2 m/s2 ,
b) nahor so zrýchlením 0,15 m/s2 a dolu spomalením  0,15 m/s2.  

Riešenie: a) Výťah sa pohybuje smerom nahor so spomalením av a predstavuje neinerciálnu vzťažnú sústavu, preto na človeka pôsobí zotrvačná sila Fz, ktorá (má vždy opačný smer ako zrýchlenie sústavy) smeruje nahor (obr. 2.5.7a). 

                             

a)

b)

c)

d)

                                                    

Obr. 2.5.7 

Potom zdanlivá tiaž človeka je daná resp. 
G´= G - F
z dosadením    
G´=mg - mav
= 75.9,81 - 75.0,2 = 720,75 N

Ak porovnáme skutočnú tiaž človeka G = mg = 735,75 N, ktorú má v prípade, keď sa výťah pohybuje s konštantnou rýchlosťou alebo je v pokoji (a= 0) so zdanlivou tiažou potom G > G´. Odtiaľ vyplýva, že človek pociťuje vo výťahu odľahčenie. Tá istá situácia platí v prípade, keď výťah sa pohybuje nadol zo zrýchlením (obr. 2.5.7b).

Zdanlivá tiaž človeka vo výťahu je 720,75 N. 

Ak by sa výťah rozbiehal nadol voľným pádom (zrýchlenie výťahu avg) potom by nastal bezťiažový stav, zdanlivá tiaž G´= G - Fz = mg - mavmg - mg = 0.

b)V prípade, že sa výťah pohybuje nahor so zrýchlením  av (obr. 2.5.7c) a nadol so spomalením (obr. 2.5.7d) na človeka pôsobí zotrvačná sila smerom nadol (opačný smer ako  av ). Potom zdanlivá tiaž 
G´= G + Fz dosadením    
G´=mg + mav
= 75.9,81 + 75.0,2 = 747 N

Porovnaním so skutočnou tiažou človeka je G´ > G, teda človek pociťuje vo výťahu preťaženie. 

Zdanlivá tiaž človeka vo výťahu je 747 N.



 Späť     

        

Príklad 2.5.3: Automobil hmotnosti 1000 kg sa pohybuje po vydutom moste rýchlosťou 36 km/hod. Polomer krivosti v strede mosta je 50 m. Akou silou tlačí automobil na most v okamihu prechodu stredom mosta?  

Riešenie: Pri riešení úlohy uvažujeme vzťažnú sústavu, ktorá je pevne spojená s autom. Auto prechádza vydutým mostom, koná krivočiary (otáčavý) pohyb mení sa rýchlosť auto, preto táto sústava je neinerciálna. Výsledná sila, ktorou auto pôsobí na most je daná rozdielom tiaže auta a zotrvačnej odstredivej sily, ktorá vznikla v dôsledku neinerciality sústavy (obr. 2.5.8)
 

F = G - F0 .      (1)

Dosadením za G = mg a
do (1)



a použitím číselných hodnôt 


 

Automobil tlačí na most silou 7810 N.

 



Obr. 2.5.8

Späť



Príklad 2.5.4:
Na 450 zemepisnej šírky dopadá na zemský povrch rýchlosťou 100 m/s teleso
o hmotnosti 10 kg. Aká je hodnota zotrvačnej odstredivej a Coriolisovej sily, ktoré na toto teleso pôsobia, pri dopade na zemský povrch?


Riešenie:
Pre hodnoty zotrvačnej odstredivej a Coriolisovej sily platia vzťahy:
                                     (1)
                                           
     (2)

Na vyjadrenie Coriolisovej sily vo vzťahu (2) sme použili veľkosť vektorového súčinu.

 

 

 

a) b)

Obr. 2.5.9

Podľa obr. 2.5.9a pre r platí , kde R je polomer Zeme, potom . Pre , kde f je frekvencia otáčania Zeme, čo predstavuje 1 otáčku za 24 hodín (resp. 1 otáčku za 86400 sekúnd). Dosadením 



Pre uhol (uhol medzi ) z obr.2.5.9b platí . Potom 

Aby sme mohli zistiť uhol medzi vektormi musíme ich dať do spoločného pôsobiska (do stredu Zeme). Vektor je vektor  uhlovej rýchlosti, ak vedieme stredom Zeme rovinu, tak potom tento vektor smeruje kolmo z tejto roviny nahor.

 

Zotrvačná odstredivá sila pôsobiace na padajúce teleso je 0,238N a Coriolisova sila 1,028 N.

Späť