§ 14. Сила

Физика, 7 класс. Учебник: Кронгарт Б.А. и др. (Мектеп, 2025). Глава 5: Взаимодействие тел. Страницы 81–83.

Чему научишься

• Объяснять, что сила — мера взаимодействия тел.
• Называть три характеристики силы: величина, направление, точка приложения.
• Знать единицу силы в СИ (ньютон) и её кратные (кН, МН).
• Изображать силу стрелкой.

Разминка

• Что происходит со скоростью тела, когда на него подействовали другие тела? Она меняется.
• Что надо знать про направление: можно ли сказать «двигаюсь со скоростью 5 м/с» и всё? Для векторной величины нужно ещё направление.
• Где легче открыть дверь: у петель или у ручки? У ручки.

Разбираемся

Зачем нужна сила

Мы уже знаем: скорость тела меняется только под действием других тел. И чем сильнее это действие, тем больше изменение. Чтобы измерять «степень воздействия» одного тела на другое, в физике ввели величину сила.

📌 Сила — физическая величина, которая показывает действие одного тела на другое, в результате которого меняется скорость тела (или его частей). Сила — мера взаимодействия тел. Обозначение $\vec F$.

Опыт с тремя шариками

Возьмём три шарика одной массы: медный, стальной и шарик-магнит, который закреплён на гладком столе. Медный и стальной катятся прямо и равномерно.

🌟 Если бы магнита не было, стальной шарик ехал бы по прямой пунктирной линии. Но магнит «тянет» его, и шарик отклоняется. Так по изменению движения мы «видим» силу.

Единицы силы

Силу измеряют прибором динамометром. Как он устроен, узнаем в § 18. В СИ единица силы — ньютон (Н), в честь английского физика Исаака Ньютона. Для больших сил используют килоньютон (кН) и меганьютон (МН).

📌 Приставка «кило» значит «тысяча», «мега» — «миллион». Как и в километрах: $1,\text{км}=1000,\text{м}$.

💡 Числа в диаграмме округлены: так видно, как разные силы относятся друг к другу. Чем больше масса, тем больше сила притяжения Земли.

Три «паспортных данных» силы

Сила — векторная величина: у неё есть не только число, но и направление. Кроме этого, важно, к какой точке приложена сила. Дверь легко открыть, толкнув у ручки, и трудно у петель. А сила одна и та же!

На рисунке силу изображают стрелкой:

• начало стрелки в точке приложения силы;
• стрелка показывает направление;
• длина стрелки в выбранном масштабе показывает величину силы.

💡 Здесь масштаб такой: одна клетка равна 10 Н. Стрелка длиной в 3 клетки — это сила 30 Н. Вправо, из точки A.

⚠️ Частая ошибка. Рисовать стрелку силы не из тела, а откуда попало, или направлять в сторону движения, хотя сила направлена в сторону действия. Стрелка силы идёт от точки приложения туда, куда сила «тянет» или «толкает» тело.

👨‍👩‍👧 Родителю. Попросите ребёнка показать «на дверце шкафа», где проще прикладывать силу, и объяснить, почему. Так он на практике поймёт, что важна точка приложения.

🌟 Определение силы, которое мы дали, неполное: понятие силы сложное, и в старших классах к нему вернутся.

Проверь себя

• Почему возникла необходимость введения понятия силы? Чтобы количественно описать, насколько сильно одно тело действует на другое и меняет его скорость.
• Как сила влияет на характер движения тела? Под действием силы тело меняет скорость (по величине или по направлению): разгоняется, тормозит, поворачивает. Чем больше сила, тем больше изменение скорости.
• Каким прибором измеряют силу? Динамометром.
• Назовите единицы измерения силы. Ньютон (Н); также килоньютон (кН) и меганьютон (МН).

Решаем упражнения

Объясните

№ 1

«Объясните», задача 1. Как на рисунке верно показать действие силы на тело?

Как думать. Вспомни три признака силы: точка приложения, направление, величина.

Решение. Правильно изобразить силу можно так:

1. Начало стрелки ставим в точке, где сила приложена к телу (на самом теле).
2. Стрелку направляем туда, куда действует сила (куда толкает или тянет).
3. Длину стрелки выбираем по масштабу: больше сила, длиннее стрелка.
4. Подписываем стрелку: $\vec F$.

Ответ: стрелка начинается в точке приложения силы, направлена вдоль действия силы, её длина в выбранном масштабе показывает величину силы.

№ 2

«Объясните», задача 2. Приведи примеры, доказывающие, что сила — векторная величина.

Как думать. Нужен пример, где одинаковая по величине сила даёт разный результат при разном направлении.

Решение.

1. Ты толкаешь дверь с одной и той же силой. Если толкаешь на закрытие, она закрывается, если на открытие, открывается. Значит, результат зависит от направления.
2. Футболист бьёт по мячу с одинаковой силой: вправо мяч летит вправо, влево летит влево.
3. Тянешь санки за верёвку вперёд, и они едут вперёд; потянешь назад, поедут назад.

Пример ответа. Сила, с которой я толкаю тележку, имеет не только число (например, 20 Н), но и направление. Толчок вперёд разгоняет тележку, а толчок назад тормозит её. Значит, сила — векторная величина.

Ответ: результат действия силы зависит и от числового значения, и от направления, значит, сила — вектор.

Анализируйте

№ 3

«Анализируйте», задача 1. Что происходит с футбольным мячом в момент удара по нему и сразу же после него?

Как думать. Разбей на два этапа: «во время удара» и «после удара».

Решение.

1. В момент удара нога действует на мяч с большой силой. Мяч деформируется (сплющивается) и быстро набирает скорость.
2. Сразу после удара нога уже не действует. Мяч летит, и по инерции сохраняет набранную скорость. Но скорость постепенно меняется: Земля притягивает мяч вниз, воздух тормозит его.

Пример ответа. Во время удара мяч получает скорость под действием силы ноги, а после удара летит по инерции, пока тяжесть и сопротивление воздуха не изменят движение.

Ответ: при ударе сила ноги разгоняет мяч, после удара мяч летит по инерции, а на его скорость далее влияют притяжение Земли и воздух.

Шпаргалка

• Сила — векторная величина.
• Сила меняет скорость тела: тело разгоняется, тормозит или поворачивает.
• Прежде чем считать, переводи кН и МН в ньютоны.

Мини-тест