WEBVTT

00:00:00.144 --> 00:00:05.861
Řekněme, že mám ohromné zamrzlé jezero.
Nebo je to možná velký rybník.

00:00:05.861 --> 00:00:08.744
Takže tady mám ohromný ledový povrch.

00:00:08.744 --> 00:00:11.563
Tohle je nejlépe, jak dovedu
namalovat rovný ledový povrch.

00:00:11.563 --> 00:00:14.200
A dám sem dva ledové kvádry.

00:00:14.200 --> 00:00:21.480
Takže dám jeden ledový kvádr sem

00:00:21.482 --> 00:00:30.010
a pak jiný ledový kvádr tady.

00:00:30.010 --> 00:00:33.186
Tyto kvádry jsou identické.

00:00:33.186 --> 00:00:41.968
Oba mají 5 kilogramů.
Napíšu to sem.

00:00:41.968 --> 00:00:46.208
Měl bych říct, že hmotnost
každého z nich je 5 kilogramů.

00:00:46.208 --> 00:00:49.078
A jediný rozdíl
mezi nimi je ten,

00:00:49.078 --> 00:01:02.357
že vzhledem k rybníku tento je v klidu
a tento se pohybuje konstantní rychlostí.

00:01:02.357 --> 00:01:06.175
Konstantní rychlostí směrem vpravo.

00:01:06.175 --> 00:01:13.615
A řekněme, že ta konstantní
rychlost je 5 metrů za sekundu.

00:01:13.615 --> 00:01:16.985
A jediný důvod, proč jsem tady
udělal ledový povrch, je,

00:01:16.985 --> 00:01:20.135
že budeme předpokládat,
alespoň pro potřeby tohoto videa,

00:01:20.135 --> 00:01:23.348
že tření je zanedbatelné.

00:01:23.348 --> 00:01:27.620
A co nám Newtonův první
pohybový zákon říká o tělese,

00:01:27.620 --> 00:01:29.113
které je buď v klidu,

00:01:29.113 --> 00:01:32.025
neboli které se pohybuje
konstantní rychlostí 0,

00:01:32.025 --> 00:01:34.652
nebo se pohybuje
konstantní rychlostí?

00:01:34.652 --> 00:01:36.410
Newtonův první zákon říká,

00:01:36.410 --> 00:01:41.771
že si buď udrží svou konstantní
rychlost nebo že zůstane v klidu,

00:01:41.771 --> 00:01:43.595
což je konstantní rychlost 0,

00:01:43.595 --> 00:01:49.236
pokud na něj nebude
působit nějaká vnější síla.

00:01:49.236 --> 00:01:50.810
Pojďme se nad tím zamyslet.

00:01:50.810 --> 00:01:55.513
Na žádný z těchto bloků nemůže
působit žádná vnější síla

00:01:55.513 --> 00:01:58.164
nebo jejich výslednice musí být nulová.

00:01:58.164 --> 00:02:02.299
Ale na druhou stranu, pokud předpokládáme,
že tato tělesa se nachází na Zemi,

00:02:02.299 --> 00:02:05.215
působí na ně vnější síla.

00:02:05.215 --> 00:02:08.118
Obě jsou na povrchu Země
a obě mají hmotnost,

00:02:08.118 --> 00:02:21.957
tudíž na ně bude působit
tíhová síla směrem dolů.

00:02:21.957 --> 00:02:26.730
A tato tíhová síla směrem dolů
bude mít velikost rovnu

00:02:26.730 --> 00:02:34.160
intenzitě pole v blízkosti
Země, což je vektor,

00:02:34.160 --> 00:02:40.860
krát hmotnost tělesa,
tedy krát 5 kilogramů.

00:02:40.860 --> 00:02:46.800
Tady tohle je 9,8 metrů
za sekundu na druhou.

00:02:46.800 --> 00:02:52.412
Takže když to vynásobíme 5, získáme
49 kilogram metrů za sekundu na druhou,

00:02:52.412 --> 00:02:55.098
což je stejné jako 49 newtonů.

00:02:55.098 --> 00:02:57.308
Což je poněkud zapeklitý problém!

00:02:57.308 --> 00:03:00.631
Newtonův první zákon říká,

00:03:00.631 --> 00:03:04.395
že těleso v klidu zůstane v klidu
a těleso v pohybu zůstane v pohybu,

00:03:04.395 --> 00:03:07.966
pokud na něj nepůsobí nějaká
nevykompenzovaná vnější síla.

00:03:07.966 --> 00:03:10.924
Ale na základě toho, co jsme
tady nakreslili, to vypadá,

00:03:10.924 --> 00:03:13.444
že zde existuje nějaká
nevykompenzovaná síla.

00:03:13.444 --> 00:03:17.338
Vypadá to, že máme sílu 49 newtonů
táhnoucí těleso směrem dolů.

00:03:17.338 --> 00:03:24.000
Ale vy řeknete: "Ne, ne, Sale, to těleso
určitě nezačne zrychlovat směrem dolů,

00:03:24.000 --> 00:03:32.041
protože tam je led. Je v klidu
na velkém zamrzlém rybníku."

00:03:32.067 --> 00:03:34.533
Pokud ale takto odpovíte,
tak já se vás zeptám,

00:03:34.533 --> 00:03:42.646
co je tou silou, která vyruší
působení tíhové síly,

00:03:42.646 --> 00:03:49.456
která brání ledovým kvádrům
zřítit se do jádra Země?

00:03:49.456 --> 00:03:56.000
Co jim brání, aby
začaly volně padat?

00:03:56.000 --> 00:04:02.759
A vy řeknete, "Dobře, hádám, že tato
tělesa by padala nebýt ledu,

00:04:02.759 --> 00:04:06.923
led musí působit
opačnou silou."

00:04:06.923 --> 00:04:09.323
A máte naprostou pravdu.

00:04:09.323 --> 00:04:15.323
Led působí opačnou silou
na tyto ledové bloky.

00:04:15.323 --> 00:04:19.318
Stejná velikost síly a
působí v opačném směru.

00:04:19.318 --> 00:04:26.514
Pokud tedy na oba ledové kvádry působí
tíhová síla 49 newtonů směrem dolů,

00:04:26.514 --> 00:04:31.133
musí být zcela vykompenzována
silou ledu na kvádry směrem vzhůru.

00:04:31.133 --> 00:04:36.913
Což bude v obou případech
síla 49 newtonů směrem vzhůru.

00:04:36.913 --> 00:04:41.255
A nyní snad dává smysl, že
Newtonův první zákon stále platí.

00:04:41.257 --> 00:04:44.700
Nemáme žádnou celkovou
sílu ve vertikálním směru.

00:04:44.700 --> 00:04:47.098
Ve skutečnosti, nemáme žádnou
celkovou sílu v libovolném směru.

00:04:47.098 --> 00:04:49.123
To je důvod, proč mají
konstantní rychlost.

00:04:49.123 --> 00:04:52.636
Tenhle má nulovou rychlost
v horizontálním směru,

00:04:52.636 --> 00:04:55.441
tenhle má konstantní
rychlost v horizontálním směru

00:04:55.441 --> 00:04:58.329
a ani jeden z nich nezrychluje
ve vertikálním směru,

00:04:58.329 --> 00:05:01.108
jelikož na kvádry působí silou led,

00:05:01.108 --> 00:05:05.533
na kterém kvádry spočívají
a ta vykompenzuje tíhovou sílu.

00:05:05.533 --> 00:05:11.492
A tato síla v tomto případě,
se nazývá normálová síla.

00:05:11.492 --> 00:05:13.885
Je to 49 newtonů směrem nahoru.

00:05:13.885 --> 00:05:16.785
Tady tohle je normálová síla.

00:05:16.785 --> 00:05:19.867
O normálové síle budeme
více mluvit v dalších videích.

00:05:19.867 --> 00:05:25.400
Normálová síla působí na cokoliv, co
leží na povrchu a je k povrchu kolmá.

00:05:25.400 --> 00:05:29.452
A začne mít velký význam,
až se budeme bavit o tření.

00:05:29.452 --> 00:05:32.969
V příštích videích uvidíme, že když
máme něco na nakloněné rovině,

00:05:32.969 --> 00:05:35.541
řekněme kvádr na nakloněné
rovině, jako je tato,

00:05:35.541 --> 00:05:44.107
normálová síla působící na kvádr na
nakloněné rovině bude kolmá k povrchu.

00:05:44.107 --> 00:05:46.247
A pokud se zamyslíte
nad tím, co se tady děje,

00:05:46.247 --> 00:05:48.785
jedná se v podstatě o působení
elektromagnetické síly,

00:05:48.785 --> 00:06:02.656
protože pokud hodně přiblížíme molekuly
ledu, nebo ještě lépe, atomy ledu,

00:06:02.656 --> 00:06:07.200
co brání tomuto ledovému
kvádru v pádu dolů je,

00:06:07.200 --> 00:06:14.467
že aby mohl projít, jeho molekula by
se musela natlačit na molekulu vody,

00:06:14.467 --> 00:06:20.800
nebo se dostat blíže k molekule vody nebo
jednotlivým atomům v tomto ledu tady dole.

00:06:20.800 --> 00:06:25.344
Nakreslím to zde na úrovni atomů.

00:06:25.344 --> 00:06:32.449
Nakreslím tu molekuly jednoho tělesa.

00:06:32.449 --> 00:06:39.646
Takže máme kyslík a dva vodíky,

00:06:39.646 --> 00:06:45.220
a ty tvoří tuto mřížkovou strukturu,
o tom si povíme ve videích o chemii.

00:06:45.220 --> 00:06:48.704
Pojďme se bavit
o jedné z molekul ledu.

00:06:48.704 --> 00:06:54.882
Takže ta možná vypadá nějak
takhle a má své dva vodíky.

00:06:54.882 --> 00:06:58.175
Co brání těmto dvěma ve stlačení,

00:06:58.190 --> 00:07:01.641
co brání tomuto
ledovému kvádru v klesání,

00:07:01.641 --> 00:07:06.308
je odpor mezi elektrony této
molekuly a elektrony v této molekule.

00:07:06.308 --> 00:07:10.005
Takže na makroskopické úrovni to
vnímáme jako druh přítlačné síly,

00:07:10.005 --> 00:07:13.099
ale na mikroskopické
úrovni nebo úrovni atomů,

00:07:13.099 --> 00:07:16.879
se ve skutečnosti jedná
o elektromagnetické odpuzování.