MotionLab pohyb dovnitř, síly ven
Otevřít interaktivní verzi →

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

7. Od zrychlení k síle: d’Alembert

Newton říká, že výslednice skutečných sil se rovná m·a. Přesuň to m·a na druhou stranu a nazvi to silou:

ΣF − m aC = 0   →   F* = −m aCd’Alembertova setrvačná síla

Nic se tím neobjevilo. Co se stalo, je že dynamická úloha teď vypadá přesně jako statická a všechny návyky kolem uvolňování těles, které už máš, na ni platí beze změny. To je celá hodnota toho manévru a stojí za to ji brát vážně, protože přesně takhle se v příští kapitole počítají zatížení kloubů.

G síla od ramene a ΣF = m a — zrychluje G síla od ramene −m a ΣF = 0 — a je z toho statika
Totéž těleso dvakrát. Vpravo se zrychlení přesunulo na druhou stranu rovnice a nakreslilo se jako síla. Fyzikálně se nic nezměnilo — ale pravý obrázek se dá vyřešit statikou, kterou už umíš, a jen kvůli tomu ten trik existuje.

Znaménko, jednou, ať se už nikdy nehádá

Jsou to dvě čísla a liší se jen znaménkem:

  • m·aC je to, co musí svět tělesu dodat. Tohle číslo si solver nese uvnitř, protože právě ono vystupuje v Newtonově zákoně.
  • −m·aC je to, co těleso cítí, a co nakreslíš do uvolněného tělesa, když má vyjít rovnováha. Odstředivá síla je tohle; a taky ten cukanec, když se rozjede výtah.

Obojí je správně a ani jedno není skutečnější. Co správně není, je použít jedno a mluvit o něm jako o druhém — odtud pocházejí znaménkové chyby v zatížení kloubů.

Tíha se drží zvlášť, a schválně. Tíha je skutečná vnější síla, takže patří do ΣF, ne do setrvačného členu. Solver vrací m·aC a m·g jako dvě věci a sčítá je až na kloubu, kde je nést potřeba kombinaci m(aC − g). Sloučit je dřív znamená, že už nejde odpovědět na otázku „kolik z toho je proto, že se to hýbe" — a kvůli té odpovědi celý nástroj je.

Vzorce v této kapitole

F* — d’Alembertova setrvačná síla
F* = −m a_C [N] d'Alembert's principle