Od počátků našeho studia fyziky a dění v přírodě vůbec se setkáváme s pojmem síla. Co ale vlastně síla je? Jak ji můžeme zkoumat? Dá se uzavřít do nádoby? Dá se prohlédnout pod lupou? To jistě ne, ale i když sílu přímo nevidíme, můžeme se o ní dozvědět mnoho užitečných informací. Stačí studovat její působení. Tělesa se silami přitahují, nebo odpuzují. A pomocí sil můžeme vysvětlit, proč tělesa padají k zemi, jak startují rakety nebo jak rozjet závodní automobil.

Silové působení dotykem

V těchto příkladech jsou znázorněny situace, kdy jsou daná tělesa ve vzájemném kontaktu, dotýkají se a působí na sebe. Sportovec tlačí v tréninku saně se zátěží, pes tahá za lano a snaží se ho získat pro sebe, traktor táhne pluh, zplodiny hoření v motoru raketoplánu tlačí raketoplán vzhůru.

Silové působení na dálku

Tělesa však na sebe mohou působit, aniž dochází k jejich vzájemnému dotyku. Hovoříme o působení na dálku. To je příklad gravitační, magnetické nebo elektrické síly. Tělesa se nedotýkají, dokonce od sebe mohou být vzdálena milióny kilometrů, a přesto na sebe navzájem působí: jistě nejznámější je působení gravitační síly. To je síla, kterou se jakákoliv dvě tělesa navzájem přitahují. Touto silou vás přitahuje Země, sama Země je přitahována Sluncem. Díky ní je kolem Země tenká vrstva atmosféry. Gravitační sílu musíme překonávat, pokud chceme vynést do vesmíru družici… Podrobněji se silám gravitační, elektrické a magnetické budeme věnovat v kapitolách 17–19.

Účinky sil

Jak poznáme, že na těleso působí nějaká síla? Někdy je to jednoduché: vložíte-li jablko do příliš plného košíku a jablko z něj vypadne, účinkem gravitační síly bude padat k zemi a svůj pohyb bude zrychlovat. Jakmile narazí do země, díky působení tlakové síly se zastaví. V případě působení gravitační síly Země na Měsíc se Měsíc pohybuje po kružnici kolem Země – účinkem silového působení Země je v tomto případě tedy změna směru jeho pohybu. Síly mohou mít pohybové účinky.

Jestliže plný košík jablek položíte na stůl, zůstane na něm stát. Tlaková síla opět zabrání pohybu tělesa. A můžeme si všimnout, že se stůl trochu prohne. Stejně je tomu i teď, když sedíte na židli nebo v křesle. Silovým působením vašeho těla na podložku dochází k její deformaci. Zavěsíte-li na siloměr nebo gumu nějaké závaží, guma nebo pružina siloměru se natáhnou. Síly mohou mít deformační účinky.

Jistě ve svém okolí naleznete další příklady takového působení.

Síla \(\Vec{F}\) je veličina, která popisuje vzájemné působení mezi tělesy. Znázorňujeme ji pomocí orientované úsečky udávající působiště, směr a velikost. Je to vektorová veličina. Její jednotkou je newton, který značíme N.

Sílu měříme siloměrem. Základním siloměrem je pružinový siloměr, ve kterém využíváme přímou úměrnost mezi deformací pružiny siloměru a velikostí působící síly (tzv. Hookův zákon). Elektronické siloměry jsou opět založeny na deformaci pevného tělesa. Při jeho deformaci dochází ke vzniku elektrického napětí, nebo ke změně elektrického odporu, které převádíme na velikost působící síly.

Různé druhy siloměrů