F = ma je základem dynamiky. 1 newton udělí 1 kg zrychlení 1 m/s². Každá síla, kterou cítíte, je hmota bránící se zrychlení.

• 1 N = 1 kg·m/s²
• Dvojnásobná síla → dvojnásobné zrychlení
• Síla je vektor (má směr)
• Výsledná síla určuje pohyb

Tíha je gravitační síla: G = mg. Vaše hmotnost je konstantní, ale tíha se mění s gravitací. Na Měsíci vážíte 1/6 své pozemské tíhy.

• Hmotnost (kg) ≠ Tíha (N)
• Tíha = hmotnost × gravitace
• 1 kgf = 9.81 N na Zemi
• Beztížný stav na oběžné dráze = stále máte hmotnost

Kontaktní síly se dotýkají objektů (tření, tah). Nekontaktní síly působí na dálku (gravitace, magnetismus, elektřina).

• Tah táhne podél lan/kabelů
• Tření působí proti pohybu
• Normálová síla je kolmá k povrchům
• Gravitace je vždy přitažlivá, nikdy odpudivá

Newton (N) je základní jednotkou SI. Je definován z fundamentálních konstant: kg, m, s. Používá se ve veškeré vědecké práci.

• 1 N = 1 kg·m/s² (přesně)
• kN, MN pro velké síly
• mN, µN pro přesnou práci
• Univerzální v inženýrství/fyzice

Jednotky síly založené na zemské gravitaci. 1 kgf = síla potřebná k udržení 1 kg proti gravitaci. Intuitivní, ale závislé na poloze.

• kgf = kilogram-síla = 9.81 N
• lbf = libra-síla = 4.45 N
• tonf = tuna-síla (metrická/krátká/dlouhá)
• Gravitace se na Zemi liší o ±0.5%

Dyn (CGS) pro malé síly: 1 dyn = 10⁻⁵ N. Poundal (imperiální absolutní) se používá zřídka. Atomické/Planckovy síly pro kvantové měřítko.

• 1 dyn = 1 g·cm/s²
• Poundal = 1 lb·ft/s² (absolutní)
• Atomická jednotka ≈ 8.2×10⁻⁸ N
• Planckova síla ≈ 1.2×10⁴⁴ N

1.: Tělesa se brání změně (setrvačnost). 2.: F=ma ji kvantifikuje. 3.: Každá akce má stejně velkou opačnou reakci.

• Zákon 1: Žádná výsledná síla → žádné zrychlení
• Zákon 2: F = ma (definuje newton)
• Zákon 3: Páry akce-reakce
• Zákony předpovídají veškerý klasický pohyb

Síly se skládají jako vektory, ne jako prosté součty. Dvě síly 10 N pod úhlem 90° vytvoří 14.1 N (√200), ne 20 N.

• Je nutná velikost + směr
• Pro kolmost použijte Pythagorovu větu
• Rovnoběžné síly se přímo sčítají/odčítají
• Rovnováha: výsledná síla = 0

Čtyři fundamentální síly vládnou vesmíru: gravitace, elektromagnetismus, silná jaderná, slabá jaderná. Vše ostatní je jejich kombinací.

• Gravitace: nejslabší, nekonečný dosah
• Elektromagnetická: náboje, chemie
• Silná: váže kvarky v protonech
• Slabá: radioaktivní rozpad

Budovy odolávají obrovským silám: vítr, zemětřesení, zatížení. Sloupy, nosníky jsou navrženy pro síly od kN do MN.

• Mostní lana: 100+ MN v tahu
• Sloupy budov: 1-10 MN v tlaku
• Vítr na mrakodrap: 50+ MN boční síla
• Bezpečnostní faktor typicky 2-3×

Tah raket se měří v meganewtonech. Letecké motory produkují kilonewtony. Každý newton se počítá při úniku z gravitace.

• Saturn V: 35 MN tahu
• Motor Boeingu 747: 280 kN každý
• Falcon 9: 7.6 MN při startu
• Korekce dráhy ISS: 0.3 kN (nepřetržitě)

Momentové klíče, hydraulika, spojovací materiál jsou všechny hodnoceny silou. Klíčové pro bezpečnost a výkon.

• Matice kol automobilu: 100-140 N·m točivého momentu
• Hydraulický lis: kapacita 10+ MN
• Napětí šroubu: typický rozsah v kN
• Tuhost pružin v N/m nebo kN/m

Vydělte 10 pro odhad: 100 N ≈ 10 kgf (přesně: 10.2)

• 1 kgf = 9.81 N (přesně)
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• Rychle: N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4.5 N. Vydělte N číslem 4.5, abyste získali lbf.

• 1 lbf = 4.448 N (přesně)
• 100 N ≈ 22.5 lbf
• 1 kN ≈ 225 lbf
• Z hlavy: N ÷ 4.5 → lbf

1 N = 100,000 dynů. Jen posuňte desetinnou čárku o 5 míst.

• 1 dyn = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ dyn
• CGS na SI: ×10⁻⁵
• Dnes se používá zřídka

Tah rakety Saturn V: 35 MN. Převeďte na libry-síly.

35 MN = 35,000,000 N. 1 N = 0.22481 lbf. 35M × 0.22481 = 7.87 milionu lbf

Osoba o hmotnosti 70 kg. Tíha na Zemi vs. na Marsu (g = 3.71 m/s²)?

Země: 70 × 9.81 = 686 N. Mars: 70 × 3.71 = 260 N. Hmotnost stejná, tíha 38%.

Mostní lano unese 500 tun. Jaké je napětí v MN?

500 metrických tun = 500,000 kg. F = mg = 500,000 × 9.81 = 4.9 MN

Žvýkací sval čelisti vyvine sílu skusu 400 N (900 lbf). Krokodýl: 17 kN. Vyhynulý Megalodon: 180 kN—dost na rozdrcení auta.

Blecha skáče silou 0.0002 N, ale zrychluje o 100g. Její nohy jsou pružiny ukládající energii, kterou uvolňují rychleji, než se sval dokáže stáhnout.

Poblíž černé díry vás slapová síla natáhne: vaše nohy cítí o 10⁹ N více než vaše hlava. Říká se tomu 'špagetifikace'. Byli byste roztrháni atom po atomu.

Gravitace Měsíce vytváří příliv a odliv silou 10¹⁶ N na zemských oceánech. Země táhne Měsíc zpět silou 2×10²⁰ N—ale Měsíc se stále vzdaluje o 3.8 cm/rok.

Pavoučí vlákno se přetrhne při napětí ~1 GPa. Vlákno o průřezu 1 mm² by uneslo 100 kg (980 N)—pevnější než ocel vztaženo na hmotnost.

AFM cítí síly až do 0.1 nanonewtonu (10⁻¹⁰ N). Dokáže detekovat nerovnosti jednoho atomu. Jako byste cítili zrnko písku z oběžné dráhy.

Newton publikuje Principia Mathematica, kde definuje sílu jako F = ma a tři pohybové zákony.

Pierre Bouguer měří gravitační sílu na horách, všímá si variací v gravitačním poli Země.

Cavendish váží Zemi pomocí torzních vah a měří gravitační sílu mezi hmotami.

Britská asociace definuje 'dyn' (jednotka CGS) jako 1 g·cm/s². Později byl pro SI přijat newton.

CGPM definuje newton jako kg·m/s² pro systém SI. Nahrazuje staré kgf a technické jednotky.

SI je oficiálně přijato celosvětově. Newton se stává univerzální jednotkou síly pro vědu a inženýrství.

Je vynalezen mikroskop atomárních sil, který detekuje piknewtonové síly. Revolucionizuje nanotechnologii.

Redefinice SI: newton je nyní odvozen od Planckovy konstanty. Fundamentálně přesný, bez fyzického artefaktu.

Hmotnost (kg) je množství látky; tíha (N) je gravitační síla působící na tuto hmotnost. Hmotnost zůstává konstantní; tíha se mění s gravitací. Na Měsíci vážíte 1/6, ale máte stejnou hmotnost.

Newton je absolutní—nezávisí na gravitaci. kgf/lbf předpokládají zemskou gravitaci (9.81 m/s²). Na Měsíci nebo Marsu by kgf/lbf byly špatně. Newton funguje všude ve vesmíru.

Průměrný člověk: 400 N tlak, 500 N tah (krátkodobě). Trénovaní sportovci: 1000+ N. Světová třída v mrtvém tahu: ~5000 N (~500 kg × 9.81). Síla skusu: 400 N průměr, 900 N maximum.

Kip = 1000 lbf (kilolibra-síla). Američtí stavební inženýři používají kipy pro zatížení mostů/budov, aby se vyhnuli psaní velkých čísel. 50 kipů = 50,000 lbf = 222 kN.

Zřídka. Dyn (jednotka CGS) se objevuje ve starých učebnicích. Moderní věda používá milinewtony (mN). 1 mN = 100 dynů. Systém CGS je zastaralý, kromě některých specializovaných oborů.

Tíha JE síla. Vzorec: F = mg. Příklad: 70 kg osoba → 70 × 9.81 = 686 N na Zemi. Na Měsíci: 70 × 1.62 = 113 N. Hmotnost (70 kg) se nemění.