Fizica General ă

1. Fizica Generală Curs 2

2. Principiile fundamentale ale dinamicii clasice • au fost formulate de Galileişi de Newton • suntsuficientepentru a explicatoatemişcărilemecaniceclasice, adicămişcărilece se desfăşoară cu vitezemultmaimicidecâtvitezaluminiiîn vid, • c = 3 ·108m/s. • dacăvitezelepunctelormateriale se apropie de vitezaluminiiîn vid, atuncimişcărilelor se supunprincipiilorrelativităţiirestrânse a luiEinstein.

3. Principiulinerţiei • Principiul inerţiei a fost formulat prima dată de Galilei şi este cunoscut sub forma următoare: "Un corp îşi păstrează starea de repaus sau de mişcare rectilinie şi uniformă atâta timp cât asupra lui nu acționează nicio forţă, sau dacă rezultanta tuturor forţelor este zero".

4. Principiul inerţiei introduce noţiunea de forţă. Forţaeste o mărime vectorială, având ca unitate de măsură în SI newtonul, [F]SI = 1 N. Prin intermediul forţelor, corpurile acţionează unele asupra altora, transmiţând mişcarea mecanică. Câmpurile de forţe sunt şi ele răspunzătoare de transmiterea interacţiunilor mecanice.

5. Tipuri de forțe • Forțe de contact: • de frecare • de întindere • de reacțiune • forțe aplicate • Forțe cu acțiune la distanță: • Nucleară puternică 1 • Electromagnetică~10-2 • Nucleară slabă~10-13 • Gravitațională ~10-39

8. Principiulforţeisau a doualege a dinamicii • “O forţă care acţionează asupra unui corp îi imprimă acestuia o acceleraţie direct proporţională cu forţa şi invers proporţională cu masa corpului.”

9. Principiulacţiuniişireacţiunii • " Oricărei acţiuni i se opune întotdeauna o reacţiune egală în modul şi de sens contrar." • Cele două forţe, acţiunea şi reacţiunea, sunt aplicate simultan şi la corpuri diferite, de-a lungul dreptei care uneşte cele două corpuri.

10. Principiulindependenţeiacţiuniiforţelor • “Dacă asupra unui corp acționează mai multe forțe simultan, fiecare îi imprimă o accelerație conform principiului II, accelerația rezultantă fiind suma vectorială a accelerațiilor individuale”. • Din acest principiu rezultă posibilitatea înlocuirii unui ansamblu de forţe, prin rezultanta lor, egală cu suma vectorială:

11. Teoremegeneraleîndinamicapunctuluimaterial • Teorema impulsului • Teorema momentului cinetic • Teoremele energiei mecanice

12. Teoremaimpulsului Nu contează cât de complex este un sistem de puncte materiale și ce forțe interne se exercită între ele, dacă nu există forță externă aplicată sistemului, atunci impulsul lui se conservă.

13. Teoremamomentuluicinetic • Momentul cinetic al unui punct material sau momentul impulsului faţă de un punct (pol, în particular originea sistemului de referinţă) este vectorul Vectorul moment cinetic este orientat perpendicular peplanul format de vectorii r si p şi are sensul dat de regula burghiului drept. [L]SI = 1 kg m2 s-1=1 J·s

14. Momentulforţei • Momentul unei forţe care acţionează asupra unui punct material în raport cu un pol este vectorul: [M]SI= 1 N·m

15. Energia mecanică şi teoremele energiei • Se numeşte lucru mecanicelementarefectuat de forţă mărimea scalară obţinută din produsul scalar al forţei cu deplasarea infinit de mică:

16. - in cele mai multe cazuri: Ex: forța de frecare

18. Energia cinetică a unui corp este energia pe care el o are pentru că este în mișcare = lucrul mecanic efectuat pentru a accelera corpul din repaus la viteza v: - Legea de variație a energiei cinetice Un lucru mecanic pozitiv crește energia cinetică. O forță disipativălucrul mecanic negativ- descrește energia cinetică

19. Dacă lucrul mecanic efectuat asupra punctului material nu depinde deforma drumului parcurs, ci numai de poziţia iniţială şi finală ale corpului • spunem căforţele sunt conservative, iar câmpul de forţe repectiv este un câmp conservativ(câmp potenţial). Ex: forța elastică, electrostatică, gravitațională, etc

20. Energia potențială este energia pe care o are sistemul datorită poziției sale sau dispunerii părților sale componente. Lucrul mecanic efectuat pt a pune cutia pe raft este: Energiape care o are cutiape raft e o cantitatepozitivă relativ la nivelul podelei. Îi asociem cutiei energia potențială U.

21. Energia mecanică • Prin definiţie, suma dintre energia cinetică şi energia potenţială se numeşte energie mecanică apunctului material. • Dacă asupra punctului material acţionează forţe neconservative, energia mecanică nu rămâneconstantă. Exemple de forţe neconservative sunt: forţa de tracţiune (duce la creşterea energiei mecanice)şi forţa de frecare (duce la scăderea energiei mecanice). • Teorema conservării energiei mecanice: în cazul mişcării în câmpuri de forţe conservative,energia mecanică a punctului material rămâne constantă.

22. Gradientuluneifuncţiiscalare de coordonate • Înanumitecazuri, avemnevoie de un vector special, numitvectorulnabla, ale căruicomponentesunt definite prinoperaţiile de derivareparţială Semnificaţiafizică a gradientului. Vectorul gradient al uneifuncţiiscalare de potenţialeste perpendicular pesuprafaţa de potenţial constant, fiindorientatînsensulceleimairapidevariaţiiînspaţiu a funcţieipotenţial.

23. Putem defini o funcție U(r) din care putem obține forța conservativăF: În cazul mișcării liniare: - Lucrulmecanic făcut de o astfel de forță este: - Legea de variație a energiei potențiale:

25. Exemple de câmpuri potenţiale: • 1. Câmpul gravitaţional. • Energia potenţială în câmpul gravitaţional depinde de înălţimea, h, lacare se află punctul materialde masă m: • => forța de greutate: • 2. Câmpul forţelor elastice. =>

26. Exemple de câmpuri potenţiale: • 3. Câmpul electrostatic.Potenţialul electric al unei sarcini electrice, de valoare Q, este • iar energia potenţială a unei sarcini electrice q aflate în câmpul electric al lui Q este: • =>forța electrostatică