6.4.Видове сили

Думата сила се употребява от дълбока древност и с нея очевидно се влагат различни по смисъл неща. В биомеханиката , както вече сте осведомени, с тази дума се означава точно определена величина, която характеризира механичното взаимодействие между телата. За по- лесно изучаване ще се опитаме да изброим видовете сили, групирайки ги по различни критерии:

1. Статично действащи сили

-         сила на тежестта в неподвижно положение на тялото върху твърда опора

-         силата на тежестта на плувеца - уравновесява се от изместения обем вода

-         силата на тежестта при скок с парашут - уравновесява се от въздушното съпротивление и тялото се движи с допустима скорост на падане към земната повърхност

2. Според посоката на действие

-   движеща сила – съвпада с посоката на движение на тялото или е под остър ъгъл - върши положителна работа като увеличава енергията на тялото

- спираща сила – сили на триене, съпротивление на средата – с противоположна посока или действа под ъгъл по-голям от 90 градуса - вършат отрицателна работа и намаляват енергията на тялото

Когато движещата сила надвишава спиращата, възниква ускорение в тялото.

3. Според характера на взаимодействие между телата

     -  контактни – действат при контакт между телата

     -  с дистанционно действие – действащи от разстояние – сила на тежестта

4. Според произхода на силите

- външни - сила на тежестта, сила на опорната реакция, инерчна сила на чуждо тяло, сила на еластичната деформация, мускулната сила на партньора.

     - вътрешни – мускулни, реакция на връзките между звената в тялото

6.4.1.Сила на тежестта се получава от формулата за втория закон на Нютон F = m . a и се обозначава силата F с G а ускорението а с буквата g която означава земното ускорение 9,8 [m / S 2] Така формулата получава вида G = m . g

Силата на тежестта действа на разстояние между телата.

m1, m2маси на телата

rразстояния между центровете на масите

Gгравитационна константа

F1,2 гравитационни сили

О1, О2 – центрове на масите

Силата на тежестта   е гравитационна сила

Gгравитационна константа

Между всеки две тела в природата действат сили на взаимно привличане, пропорционални на техните маси и обратно пропорционални на квадрата на разстоянието между техните центрове.

Съгласно закона за действието и противодействието силите действащи върху голямото и малкото тяло са равни по големина, но противоположни по посока. Земята привлича човешкото тяло със силата на тежестта перпендикулярна на повърхността й.

Ускорението, което изпитва тялото е       

Земното ускорение g3 зависи от разстоянието до центъра на земята и варира между полюса и екватора. Средната му стойност е g3 = 9,81 m/s2.

Силата на тежестта G (дистанционна сила) действа в ОЦТ на тялото, а теглото е равно на силата на тежестта и действа в контакта на тялото с опората като контактна сила. Силата на тежестта се определя по два начина :

- статичен – чрез теглото, което е контактна сила по третия закон на Нютон P = - R. Силата на опорната реакция R отговаря на теглото, когато тялото е в покой и двете сили взаимно се уравновесяват според третия закон на Нютон.

- динамичен - G = m . g        g ≈  9,8 m/s2.

Статиката е раздел от динамиката, който разглежда случаите, при които резултантната на външните сили, действащи върху дадено тяло е равна на нула.

F1 + F2 + F3 + ……. + Fn = 0

Тялото не получава ускорение и запазва положението, в което се намира. При статичните положения силата на тежестта G и опорната реакция R обикновено се уравновесяват G = − R, G + R = 0. Условията на това равновесие зависят от взаимното разположение на частите на тялото и цялото тяло спрямо опората. За запазване на статичното положение винаги вземат участие мускулните сили.