Сила – векторная величина

Действие силы на тело зависит от ее числового значения. Чем сильнее, например, растягивают пружину, тем больше она удлиняется. Но действие силы зависит также и от ее направления. В зависимости от направления силы пружина будет растягиваться или сжиматься, дверь открываться или закрываться.

Величины, которые, кроме числового значения (модуля), имеют направление, называют векторными величинами.

Сила — величина векторная.

Векторные величины обозначают соответствующими буквами со стрелкой, например F, а модуль той же буквой, но без стрелки — F.

Большое значение имеет и то, к какой точке тела приложена действующая на него сила. Ведь недаром ручку двери прикрепляют как можно дальше от петель. Попробуйте открыть дверь, толкая ее в точке, лежащей близко от петель, — это сделать труднее, чем открывать дверь за ручку.

Из приведенных примеров можно сделать вывод: действие силы на тело зависит от ее модуля, направления и точки приложения.

На чертеже силу изображают в виде отрезка прямой со стрелкой на конце (рис. 61), которая указывает направление силы. Начало отрезка А есть точка приложения силы. Длина отрезка условно обозначает в некотором масштабе модуль силы. Например, если условиться 1 Н изображать отрезком длиной 0,5 см, то силу в 5 Н следует чертить отрезком длиной 2,5 см.

Пример. На полу стоит мешок с мукой массой 50 кг. Вычислить силу тяжести и вес мешка и изобразить эти силы на чертеже.

Выберем масштаб и изобразим полученные силы графически (рис. 62), помня, что сила тяжести действует на само тело, а вес на опору.

Вопросы. 1. Приведите примеры, показывающие, что действие силы зависит от ее модуля, направления и точки приложения. 2. Почему сила является векторной величиной? 3. Как изображают силы на чертеже? 4. Чем отличаются изображения на чертеже силы тяжести и веса тела?

Упражнения. 1. Изобразите на чертеже в выбранном вами масштабе следующие силы: а) вес тела 400 Н; б) силу удара по мячу, равную 50 Н и направленную горизонтально. 2. Трактор К-700 при работе может развивать силу тяги до 60 000 Н. Изобразите эту силу графически в масштабе 1 см — 10 кН. 3. На неподвижной платформе стоит ящик с кирпичами массой 3 т. Вычислите и изобразите в выбранном вами масштабе силу тяжести и вес ящика.