Mecanica

1. Mecanica ● Mecanicaesteparteafizicii care studiază fenomene legate de mişcareamecanică. ● Miscareamecanicăestefenomenulprin care se produce modificareapoziţieiunuicorpîn raport cu altulconsiderat fix. ● Analizarea mişcăriimecanice s-a realizatîn moduridiferiteceeace a determinatîmpărţireamecaniciiîn trei părţi: ● Cinematica- studiază mişcareamecanică folosind noţiunea de punct material (punct geometric cu masă) fără a consideracauzele mişcării. Analizează mişcarea la distanţă. ● Dinamica- analizează mişcareamecanicăpornind de la cauzele mişcării. Face apel la conservareaenergieiîn procesemecaniceşi acţiunea ca factor determinant al proceselorîn natură. ● Statica- analizează un caz particular de mişcare mecanicărepausul, adicăechilibrulmecanic al corpurilor. Implicăutilizarea noţiunilor de compunere a vectorilorrespectiv a momentelor forţelor.

2. Clase de forte • Forţe-de interacţiune corp-plan(forţe care apar doar atunci când corpul este pe plan); • Normala la plan - Forţa de frecare • Forţe de tip reacţiune(răspuns la acţiune) • Normala la plan • Tensiunea mecanică • Forţa elastică • Forţe de tip central(interacţiune prin câmpuri) -forţa de atracţie universală - forţa de interacţie electrostatică

3. Normala la plan Se trasează sistemul de referinţă- sistem biaxial, sistem necesar studiului mişcării. • Cazul planului orizontal REACŢIUNE N G ACŢIUNE

4. Normala la plan y • Cazul planului înclinat x

5. - este componenta greutăţii paralelă cu planulşi care este responsabilă de tendinţa deplasării corpului în jos pe plan. - este componenta greutăţii normală pe plan şi responsabilă de menţinerea corpului pe plan la alunecare , respectiv manifestarea reacţiunii planului. ● Normala la plan este o forţă de tip reacţiune care apare atunci când corpul este pe plan şi are sens opus forţei care acţionează perpendicular pe plan, opunându-se deformării planului.

6. FORŢA DE FRECARE • Cazul planului orizontal

7. FORŢA DE FRECARE • Cazul planului înclinat - la coborâre Am revenitla poziţia iniţială , pentru a avea imaginea forţelor şi a le edita !

8. FORŢA DE FRECARE • Cazul planului înclinat prezentat nu include existenţa unei forţe de tracţiune, componenta tangenţială a greutăţii preluând acest rol. • Se disting trei cazuri: În toate cazurile vectorul Ff esteorientat în sus pe plan, se opune forţei de tracţiune Gt!

9. FORŢA DE FRECARE • Cazul planului înclinat- la urcare

10. FORŢA DE FRECARE • Cazul planului înclinat prezentat include o FORŢĂ DE TRACŢIUNE, forţă care este frânată atât de componenta tangenţială a greutăţii cât şi de forţa de frecare care se opune deplasării corpului.

11. FORŢA DE FRECARE • Din cele prezentate observăm: • Interacţiunea cu planul, pentru acelaşi corp este mai mare când corpul se află pe plan orizontal decât când acesta este pe plan înclinat  forţa de frecare se raportează la normala la plan, fiind direct proporţională cu aceasta . • ~ • În cazul corpului tractat ( în sus) pe plan înclinat , efortul suplimentar deplasării se datorează componentei tangenţiale a greutăţii

12. LEGILE FRECĂRII • Legea I -Forţa de frecare este independentă de mărimea suprafeţei de contact corp-plan, ea depinde doar de natura prelucrării suprafeţelor. • Coeficientul care caracterizează prelucrarea suprafeţelor este coeficientul de frecare μ. • Legea II -Forţa de frecare este proporţională cu apăsarea normală la plan.

13. LEGILE FRECĂRII • În urma studiului efectuat, pe baza exemplelor prezentate, putem definii forţa de frecare: • Forţa de frecare- este o forţă de interacţiune corp-plan, proporţională cu apăsarea normală la plan, iar vectorul forţă este paralel cu planul şi se opunedeplasării sau tendinţei de deplasare a corpului pe plan.

14. Tensiunea mecanica ● Tensiunea mecanică (T): reprezintă forţa care apare în corpuri inelastice (cu elasticitate neglijabilă)şi se opune deformării acestora (exemplu tensiunea mecanicăîn cablu). Tensiunea mecanică apare ca un sistem de forţe interne de aceea rezultanta acestora este nulă. Deoarece acest tip de forţă apare doar în corpuri supuse la deformări forţa se încadrează în clasa forţelor de tip reacţiune. Prin urmare:

15. FORŢA ELASTICĂ ●Forţa elastică - reprezintă forţa care apare în corpurile elastice şi se opune deformării acestora, aducând corpul la forma iniţială, după încetarea acţiunii forţei deformatoare. • Corpurile elastice -sunt corpuri care au proprietatea de a reveni la forma iniţială dupăîncetarea acţiunii deformatoare. Exemplu: pendulul elastic (resortul). • Legea care exprimă comportarea corpurilor elastice este Legea lui Hooke.Deducerea acesteia o realizăm pe bază experimentală: • Materiale necesare- pendule elastice de lungimi , secţiuni diferite şi confecţionate din materiale diferite.

16. FORŢA ELASTICĂ Experiment 1 (lugimea iniţială) (alungire - deformare) (aria iniţială a secţiunii) (natura materialului) (forţa deformatoare)- ACŢIUNEA

17. LEGEA LUI HOOKE ~ Vezicondiţiile

18. LEGEA LUI HOOKE Experiment 2

19. LEGEA LUI HOOKE Experiment 3

20. LEGEA LUI HOOKE Experiment 4

21. LEGEA LUI HOOKE Din rezultatele experimentelor prezentate, vom deduce legea lui Hooke şi respectiv relaţia forţei deformatoare : Expetimentele ~ ~ ~ ~

22. LEGEA LUI HOOKE Enunţ- În corpuri perfect elastice deformarea relativă este proporţională cu efortul unitar . Prin urmare, este o constantă de proporţionalitate, respectiv constantă de material; E- modul de elasticitate Young. ,unde -este constanta elastică → constantă care include pe lângă constanta de material E şi dimensiunile geometrice iniţiale. Prin urmare relaţia forţei deformatore va fi: Conform principiului III:

23. FORŢE DE TIP CENTRAL • Include forţele careau un centru de acţiune şi acţiunea are loc prin intermediul câmpurilor fizice. • Câmpul este forma de existenţă a materiei din jurul corpurilor care păstrează proprietăţile specifice acelui corp. • Ex.1.planetele,respectiv corpurile de mase considerabile sunt caracterizate prin camp gravitaţional, câmp care se manifestă prin forţa de atractie exercitată asupra altor corpuri. • 2.corpurile electrizate (cu sarcina electrică) sunt caracterizate de câmpul electric, câmp care se manifestă prin interacţiuni cu alte corpuri electrizate (nucleu şi înveliş electronic). • Elemente comune: • Intensitatea câmpului → este determinată de mărimea interacţiunii şi nu depinde de corpul de probă ! • Interacţiunea →este dependentă de pătratul distanţei sursă-corp de probă şi de mărimile caracteristice (masă-sarcină electrică) corpurilor care interacţionează.

24. FORŢA DE ATRACŢIE UNIVERSALĂ FORŢA DE INTERACŢIE ELECTROSTATICĂ FORŢE DE TIP CENTRAL • Intensitatea câmpul gravitaţional • Mărime care nu depinde de masa corpului de probă • Intensitatea câmpului electric • Mărime care nu depinde de sarcina corpului de probă • Forţa de atracţie universală • Direct proporţională cu produsul maselor şi invers proporţională cu pătratul distanţei dintre centrele corpurilor. • Forţa de interacţie electrostatică • Direct proporţională cu produsul sarcinilor şi invers proporţională cu pătratul distanţei dintre centrele

25. FORŢA DE ATRACŢIE UNIVERSALĂ FORŢA DE INTERACŢIE ELECTROSTATICĂ FORŢE DE TIP CENTRAL • Reprezintă forţa care guvernează mişcarea planetelor în Universul Solar→traiectorii circulare. • Reprezintă legea lui Coulomb, lege care explică interacţiunea corpurilor electrizate în câmp electrostatic . • Conform principiului II • Conform formei vectoriale, pentru: • Prin urmare, accleraţia gravitaţională este variabilă în funcţie de r-distanţa faţă de sursa de atracţie:

26. FORŢE DE TIP CENTRAL Pământ-Lună Nucleu- Electron

27. Forta inertiala Cum explicăm menţinerea satelitului în mişcare pe orbită? Forţa de tip central este îndreptată permanent spre centrul traiectoriei, prin urmare corpul ar trebui să se deplaseze în acelaşi sens cu acţiunea, dacă ne-am afla într-un sistem de referinţă inerţial ; în acest tip de mişcare vectorul viteză îşi schimbă orientarea permanent, el fiind tangent la traiectorie, prin urmare există o variaţie a vitezei fapt ce determină existenţa unei acceleraţii. Sistemul de referinţă legat de corp este neinerţialnu aplică principiile newtoniene în forma cunoscută. Pentru principiilor newtoniene în SRN se introduc forţe inerţiale : Unde m- masa corpului şi a – acceleraţia SRN În cazul mişcării circulare forţa inerţială este numită forţă centrifugă, iar forţa care menţine corpul în această mişcare este numită forţă centripetă .

28. Realizat de : -elev cap. Dragoi Ionut -elev cap. Calin Alexandru -elev cap. Dantis Aurel