Resultantjõud ja Newtoni esimene seadus
Jõudude liitmine

See, et vastastikmõjus osaleb vähemalt kaks keha, ei tähenda, et kehasid ei võiks rohkem olla. Tihti ongi just nii, et korraga mõjub mitu jõudu. Korraga kehale mõjuval mitmel jõul ei ole aga siiski mitut erinevat tagajärge. Näiteks kui vees ujuvale õngekorgile mõjuv raskusjõud on suunatud alla ja samal ajal vee üleslükkejõud üles, ei hakka kork ju korraga mõlemas suunas liikuma. Jõud liituvad ning nende mõjul on üks ühine tagajärg – kork püsib paigal. Samale kehale mõjuvate jõudude summat nimetatakse resultantjõuks.

Kuna jõud on suunaga suurused, ei saa neid liita niisama lihtsalt kui arve. Jõudude liitmisel tuleb järgida vektorite liitmise reegleid. Et jutt on samale kehale mõjuvate jõudude liitmisest, siis joonisele kandmisel peavad need algama kõik samast punktist. Kulgeva liikumise korral, mil pöörlemist ei toimu, kujutame keha ette punktmassina.

Samasihiliste jõudude liitmisel nende väärtused kas liidetakse või lahutatakse.

Kõige lihtsam on leida kahe samasuunalise jõu summat. Samasuunaliste jõudude arvväärtused liituvad ning resultantjõud on liidetavate jõududega samas suunas.

Vastassuunaliste jõudude liitmisel lahutatakse suurema väärtusest väiksem ning resultantjõud jääb suurema jõu suunaliseks.

Erisuunaliste jõudude liitmise lihtsaim viis on kasutada rööpküliku reeglit. Selle järgi tuleb liidetavatele jõuvektoritele üles ehitada rööpkülik ning viimase diagonaal ongi resultantjõuks.

Kui kehale mõjub suurem arv jõude, tuleb esmalt summeerida kaks jõudu ning tulemusele liita samm-sammult ülejäänud.

Sageli tuleb ette, et kehale mõjuvate jõudude resultant on null. Siis öeldakse, et jõud on tasakaalus ehk kompenseerivad üksteist. Näiteks laual seisvale õmblusmasinale mõjuvat Maa külgetõmmet tasakaalustab laua vastumõju, mis ei luba masinal sellest läbi kukkuda. Need kompenseerunud jõud liikumist ei mõjuta ja õmblusmasin püsib paigal.

Newtoni esimene seadus ehk inertsiseadus

Kõik meist on kogenud, et tool nihkub põrandal edasi vaid siis, kui seda lükata. Pärast lükkamise lõppu lakkab liikumine jalgade ja põranda vahelise hõõrdumise tõttu.

Kuidas liiguvad aga kehad siis, kui ümbritsev neid ei sega, kui puudub vastastikmõju teiste kehadega?

Teame, et vastastikmõju üheks tagajärjeks on liikumise muutumine. Kui vastastikmõju pole, siis ei saa muutuda ei liikumise kiirus ega ka suund. Sel juhul on tegemist ühtlase sirgjoonelise liikumisega. Kui aga keha juhtub seisma, siis jääbki see muutumatult paigale.

Inglise füüsik Isaac Newton (1642 – 1726), kes oma uuringutele tuginedes sõnastas mehaanika kolm põhiseadust. Neid seadusi tuntakse tänapäeval Newtoni seaduste nime all.

Vastastikmõjude puudumisega on samaväärne olukord, kus jõud on kompenseerunud ja resultantjõud null.

Need tähelepanekud võtabki kokku Newtoni esimene seadus, mis kirjeldab keha liikumist jõudude puudumisel: kehale mõjuvate jõudude puudumisel või nende kompenseerumisel on keha kas paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt.

Nähtust, kus keha püüab oma liikumisseisundit säilitada, nimetatakse inertsiks. Seepärast nimetatakse Newtoni esimest seadust ka inertsiseaduseks.

Matemaatiliselt saab inertsiseadust väljendada nii:

Kokkuvõte

Resultantjõud

Jõudude liitmisel tuleb järgida vektorite liitmise reegleid. Samale kehale mõjuvate jõudude summat nimetatakse resultantjõuks.

Newtoni I seadus

Kehale mõjuvate jõudude puudumisel või nende kompenseerumisel on keha kas paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt.
Kontrollküsimused
Vette vajuvale kivile mõjub raskusjõud 5 N ning üleslükkejõud 1,4 N. Kui suur ja mis suunas on suunatud resultantjõud?
Skitseeri joonisel toodud jõudude resultantjõud.
Põldu kündev traktor liigub ühtlaselt ja seega liikumine ei muutu. Millised traktorile mõjuvad jõud üksteist kompenseerivad?
Miks on liikuvas bussis seisval inimesel raske säilitada oma asendit, kui buss äkki peatub?
Miks ei või õngeritva järsult tõmmata, kui kala on konksu otsa jäänud?
Kas Kuu tiirlemine ümber Maa on näide Newtoni I seaduse avaldumisest? Miks?
Millised jõud on kompenseerunud nende ühtlaste liikumiste korral: a) langevarjuri laskumine; b) saanisõit lumisel teel; c) purjeka seilamine?
LisamaterjalidLisaülesanded