O iných významoch výrazu Sila pozri Sila (rozlišovacia stránka).

Sila je vektorová fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje mieru vzájomného pôsobenia telies alebo polí. Obyčajne sa označuje písmenom F z angl. force. Jej základnou jednotkou v sústave SI je newton so skratkou N. Sila sa meria silomerom.

Newtonov zákon sily

Newtonov zákon sily hovorí: Sila pôsobiaca na hmotný bod je úmerná súčinu jeho hmotnosti a zrýchlenia, ktoré mu udeľuje.

Z Newtonovho zákona zotrvačnosti vyplýva, že len pôsobenie iných telies môže zmeniť pohybový stav telesa pohybujúceho sa určitou rýchlosťou vzhľadom na inerciálnu vzťažnú sústavu. Toto pôsobenie telies môžeme vyjadriť práve pomocou Newtonovho zákona sily. Ak nejaké teleso bude spôsobovať zrýchlenie iného telesa, povieme, že naň pôsobí silou. Smer tejto sily budeme stotožňovať so smerom vyvolaného zrýchlenia a bod telesa, v ktorom sa silové účinky bezprostredne uplatňujú, nazveme pôsobiskom sily.

Matematický zápis Newtonovho zákona je:

${\displaystyle {\vec {F}}=m{\vec {a}}}$

Kde ${\displaystyle {\vec {F}}}$ je pôsobiaca sila, ${\displaystyle {\vec {a}}}$ je vyvolané zrýchlenie a ${\displaystyle m}$ je hmotnosť hmotného bodu. Často využívame jednotlivé zložky tohto vektorového zápisu. Pod zložkami sa myslí to, že napríklad ${\displaystyle x}$-ová zložka sily veľkosti ${\displaystyle F_{x}}$ vyvoláva zrýchlenie v smere osi ${\displaystyle x}$ dané vzťahom ${\displaystyle F_{x}=ma_{x}}$.

Newtonov zákon sily, ako neskôr odvodíme, sa dá zovšeobecniť aj pre sústavy hmotných bodov a telies. Vo vzťahu potom bude vystupovať celková sila pôsobica na sústavu, celková hmotnosť sústavy a zrýchlenie ťažiska sústavy.

O niečo komplikovanejším tvarom Newtonovho zákona je

${\displaystyle {\vec {F}}={\frac {\Delta {\vec {p}}}{\Delta t}},}$

kde delíme ${\displaystyle \Delta p}$ zmenu hybnosti telesa časovým intervalom ${\displaystyle \Delta t}$, za ktorý táto zmena nastala. Dôležitosť tohto zápisu spočíva v tom, že platí i v prípade relativistických rýchlostí (tzn. rýchlostí porovnateľných s rýchlosťou svetla) kedy sa prejavuje relativistická hmotnosť telesa a tiež vtedy, keď sa hmotnosť telesa mení (čo je dôležité napríklad pri raketovom pohone). Ak je však hmotnosť konštantná, pomocou vzťahu ${\displaystyle p=mv}$ pre hybnosť telesa môžeme zapísať zmenu hybnosti ako ${\displaystyle \Delta p=m\Delta v}$. Dosadením tohto do vzťahu pre silu dostávame za pomoci ${\displaystyle \Delta v/\Delta t=a}$ prvý uvedený tvar Newtonovho zákona ${\displaystyle F=ma}$. To znamená, že tento tvar Newtonovho zákona je správny pre rýchlosti omnoho menšie ako rýchlosť svetla – v opačnom prípade musíme použiť druhý spomínaný zápis sily pomocou zmeny hybnosti. Podobne pri výpočte pohonu rakiet musíme brať do úvahy druhý uvedený tvar.

Skladanie síl

Skladanie síl je postup, ktorým sa z jednotlivých síl pôsobiacich na teleso určí výsledná sila (výslednica). Účinok všetkých síl je potom rovnaký ako účinok výslednice.

Skladanie síl pôsobiacich v jednom bode

Newtonov zákon sily ani v tvare ${\displaystyle {\vec {F}}=m{\vec {a}}}$ nehovorí, že sa sila pôsobiaca na hmotný bod rovná súčinu jeho hmotnosti a zrýchlenia, ktorým sa pohyb hmotného bodu za pôsobenia sily vyznačuje, ale že sa rovná súčinu hmotnosti hmotného bodu a zrýchlenia, ktoré mu sila udeľuje. Ak teda chceme, aby symbol ${\displaystyle {\vec {a}}}$ značil zrýchlenie za pôsobenia sily, musíme písať Newtonov vzťah v tvare

${\displaystyle {\vec {F}}=m({\vec {a}}-{\vec {a_{0}}})}$

kde ${\displaystyle a_{0}}$ je zrýchlenie bez pôsobenia sily ${\displaystyle {\vec {F}}}$, ktoré sa nerovná nule napríklad preto, že na hmotný bod pôsobia aj iné sily, alebo preto, že pohyb bodu vzťahujeme na neinerciálnu vzťažnú sústavu.

Tento vzťah môžeme písať aj ako:

${\displaystyle {\vec {a}}={\vec {a_{0}}}+{\frac {\vec {F}}{m}}}$.

Z toho vidíme, že ak na bod bude pôsobiť viacero síl ${\displaystyle {\vec {F_{1}}},{\vec {F_{2}}},\dots ,{\vec {F_{n}}}}$, bude jeho výsledné zrýchlenie:

${\displaystyle {\vec {a_{n}}}={\vec {a_{0}}}+{\frac {\vec {F_{1}}}{m}}+{\frac {\vec {F_{2}}}{m}}+\dots +{\frac {\vec {F_{n}}}{m}}=a_{0}+{\frac {\sum _{i=1}^{n}{\vec {F_{i}}}}{m}}}$

Sila, ktorá sama zmení pôvodné zrýchlenie ${\displaystyle {\vec {a_{0}}}}$ na zrýchlenie ${\displaystyle {\vec {a_{n}}}}$ a ktorej účinok na pohyb hmotného bodu je teda totožný s účinkom všetkých síl ${\displaystyle {\vec {F_{1}}},{\vec {F_{2}}},\dots ,{\vec {F_{n}}}}$, sa nazýva ich výslednicou a sily ${\displaystyle \stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{F_1},\stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{F_2},}$Zdroj:
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.