Fizic ă General ă

1. Fizică Generală Curs 3

2. Sisteme de referințăinerțialeșineinerțiale • Dacăsistemul de referințăeste: • fix – mișcarearaportată la acest s. r. estemișcare absolută • mobil – mișcarearaportată la acest s. r. estemișcare relativă • Un sistem de referință este inerțialdacă față de el este respectată prima lege a lui Newton, legea inerției. • În mecanica clasică (nerelativistă) toate sistemele de referință inerțiale se mișcă unul față de altul cu viteză constantă (m.r.u.).

3. Sistemeîn mișcare de translație • Considerăm două s. r. inerțiale S și S’ • S-fix • S’ – mobil cu viteza v0 șipunctul material P a căruipozițieestedescrisăprin:

4. Viteza absolută Viteza relativă • => într-un sistem neinerțial apare o forțăîn plus numită forță de inerție Legea de compunere a vitezelor a lui Galilei =>legile mișcării vor fi aceleași în S și S’; mărimile sunt invariante la transformarea Galilei

5. TeoriaRelativitățiiAlbert Einstein

6. Principiileteorieirelativității 1. Principiulrelativității restrânse: Legilefiziciișirezultateletuturorexperiențelorefectuatesuntaceleașiîntoatesistemele de referințăinerțiale; nu existăsistem de referințăinerțialpreferențial. 2. Principiulconstanțeivitezeiluminii: Valoareavitezei de propagare a luminiiîn vid este aceeașiîntoatesistemele de referințăinerțiale.

7. 1. Vitezaluminiiestevitezatuturorundelorelectromagneticeîn vid, independent de frecvența lor. 2. Niciunsemnal nu poate fi transmisîn vid sauîn alt mediu cu o vitezămai mare decâtvitezaluminii. 3. Vitezaluminiidepinde de douăconstanteuniversale: ε0permitivitateaelectrică a viduluișiμ0permeabilitateamagnetică a vidului. Aceastaînseamnă căvaavea aceeașivaloare c = 2,99733·108 m/s înoricesistem de referințăgalilean. Rezultă căprincipiulrelativității galileene nu se aplicăîncazulluminii.

8. Transformările Lorentz Se poate da şi o formulare matematică pentru TRR, determinând formulele detransformare (S) ↔ (S’) care respectă postulatele I şi II.

10. Transformările Lorentz

11. Consecințe ale transformărilorLorentz • Contracția lungimilor • Relativitatea simultaneității • Dilatarea timpului

12. Lungimea corpurilor se contractă pe direcția mișcării lor, fiind maximă în SRI propriu. Contracțialungimilor

13. Relativitateasimultaneității Două evenimente simultane într-un SRI nu sunt simultane în alt SRI.

14. Dilatarea timpului

15. Formulelepentruviteze

16. Masa în TRR În mecanica relativistă masa unui corp depinde de viteza sa. m=masa de mișcare m0=masa de repaus Legea fundamentală a dinamicii relativiste Impulsul relativist:

17. Energia în TRR • E=mc2 energia de mișcare • E0=m0c2energia de repaus • Ec=mc2-m0c2energia cinetică

18. Oscilaţii

19. Se numeşte oscilaţiefenomenul fizic în decursul căruia o anumită mărime fizică a procesului prezintă o variaţie periodică sau pseudo-periodică. • Un sistem fizic izolat, care este pus în oscilaţie printr-un impuls, efectuează oscilaţii libere sau proprii, cu o frecvenţă numită frecvenţa propriea sistemului oscilant.

20. Clasificareaoscilațiilor • După forma energiei: • oscilaţii elastice, mecanice - au loc prin transformarea reciprocă a energiei cinetice în energie potenţială; • oscilaţii electromagnetice - au loc prin transformarea reciprocă a energiei electrice în energie magnetică; • oscilaţii electromecanice - au loc prin transformarea reciprocă a energiei mecanice în energie electromagnetică.

21. După conservarea energiei: • oscilaţii nedisipative, ideale sau neamortizate (energia totală se conservă); • oscilaţii disipative sau amortizate (energia se consumă în timp); • oscilaţii forţate sau întreţinute (se furnizează energie din afara sistemului, pentru compensarea pierderilor).

22. Mişcareaoscilatoriearmonicăideală • În absenţa unor forţe de frecare sau de disipare a energiei, mişcarea oscilatorie este o mişcare ideală, deoarece energia totală a oscilatorului rămâne constantă în timp.

23. - din legea a doua a dinamicii - ecuația mișcării ω0pulsaţia proprie a oscilatorului • soluția ecuației mișcării • = legea de mișcare x(t)=A·sin(ω0t+ φ0) A - amplitudinea mişcării oscilatorii φ0- faza iniţială a mişcării

24. Mărimile fizice caracteristice oscilatorului ideal pot fi reprezentate grafic în funcţie de timp. Dacă faza iniţială este nulă, se obţin graficele funcţiilor y = f(t), v = f(t) şi a = f(t) din fig. x(t)=A·sin(ω0t+ φ0) v(t)=x’(t)=ω0A·cos(ωt+φ0) a(t)=v’(t)=-ω02x

25. Energiile cinetică şi potenţială ale oscilatorului ideal sunt de forma: Energia mecanică:

26. Energia totală a oscilatorului ideal se conservă. ω0- pulsaţia proprie a oscilatorului ideal (a oscilațiilor libere) - depinde doar de proprietățile intrinseci ale oscilatorului T0- perioada proprie a oscilatorului ideal (a oscilațiilor libere) De ex: -în cazul pendulului gravitațional -în cazul pendulului elastic