Mecanica Capitole Experimente Quiz


Capitole

  1. Vectori
  2. Statica
  3. Cinematica punctului material
  4. Principiul Inertiei
  5. Principiul fundamental
  6. Principiul actiunilor reciproce
  7. Principiul suprapunerii fortelor
  8. Forta de frecare
  9. Forta elastica
  10. Lucrul mecanic
  11. Randamentul planului inclinat
  12. Puterea mecanica
  13. Energia mecanica
  14. Impulsul mecanic
  15. Ciocniri
  16. Oscilatii mecanice













Vectori

In matematica, fizica si inginerie, un vector euclidian (numit uneori vector geometric sau vector spatial) este un obiect geometric care are marime (sau lungime), directie si sens. Vectorii pot fi adaugati altor vectori conform algebrei vectoriale.

Compunerea vectorilor se realizeaza fie prin metoda paralelogramului, fie prin metoda poligonului...



...iar diferenta se realizeaza astfel:




Statica

Statica este ramura mecanicii care studiaza corpurile aflate in repaus si forte in echilibru. Echilibrul static este o stare fizica in care forta neta care traverseaza sistemul este zero, iar componentele sistemului sunt in repaus.




Cinematica punctului material

Punctul material este un model fizic utilizat pentru a reprezenta un corp ale carui dimensiuni sunt neglijate, insa celelalte proprietati fizice sunt luate in considerare.

Miscarea reprezinta deplasarea pozitiei unui corp fata de un reper (corp considerat fix).

Traiectoria este linia descrisa de corp in timpul miscarii sale.

Formulele de calcul ale vitezei si acceleratiei sunt:


Miscarea rectilinie uniforma presupune miscarea unui corp cu viteza constanta pe o traiectorie de tip linie dreapta. Legea miscarii rectilinii uniforme este:


Miscarea rectilinie uniform variata presupune miscarea unui corp cu acceleratie constanta (viteza variabila) pe o traiectorie de tip linie dreapta. Legea vitezei in miscarea rectilinie uniform variata este:

Legea miscarii uniform variate:
Legea lui Galilei:




Principiul inertiei

Principiul inertiei enunta faptul ca orice corp continua sa-si pastreze starea de miscare rectilinie uniforma sau de repaus cat timp asupra lui nu actioneaza alt corp (forta) care sa ii modifice aceasta stare.

Inertia este proprietatea fizica generala a corpurilor de a se opune schimbarii starilor de miscare rectilinie uniforma sau de repaus.

Masa este marimea fizica ce masoara inertia unui corp.

Sistemul de referinta inertial este sistemul de referinta in care este valabil principiul inertiei. Un sistem de referinta inertial se afla fie in repaus, fie in miscare rectilinie uniforma.




Principiul fundamental

Principiul fundamental enunta faptul ca vectorul forta este egal cu produsul dintre masa corpului si vectorul acceleratiei:


Forta este marimea fizica ce masoara interactiunea dintre corpuri.

Interactiunea este o proprietate fizica generala a corpurilor de a actiona reciproc unele asupra altora.

Greutatea unui corp poate fi, asadar, calculata prin formula:



Principiul actiunilor reciproce

Daca un corp actioneaza asupra altui corp cu o forta numita actiune, cel de-al doilea corp actioneaza si el asupra primului cu o forta egala in modul, pe aceeasi directie si in sens opus, numita reactiune.

Observatii:

  1. cele doua forte actioneaza asupra doua corpuri diferite, deci nu se creeaza echilibru
  2. cele doua forte apar simultan si nu pot fi deosebite una de cealalta






Principiul suprapunerii fortelor

Daca asupra unui corp actioneaza simultan mai multe forte, fiecare va produce propria sa acceleratie, independent de celelalte, acceleratia rezultanta fiind suma vectoriala a acceleratiilor individuale.

Forta de frecare

Forta de frecare este o forta ce apare ori de cate ori un corp se afla pe suprafata unui alt corp, cauza fiind intrepatrunderea neregularitatilor dintre suprafetele corpurilor. Aceasta se opune directiei de miscare a corpurilor, este tangenta la suprafata de contact si este aplicata chiar in centrul suprafetei de contact.

Legile frecarii constau in afirmatia ca forta de frecare nu depinde de aria suprafetei de contact si este direct proportionala cu forta de apasare normala pe plan (reactiunea normala).

Forta elastica

Daca un corp actioneaza asupra unui resort elastic cu o forta numita deformatoare atunci resortul elastic actioneaza si el asupra corpului respectiv cu o forta egala in modul, pe aceeasi directie si in sens opus, numita forta elastica.

Lucrul mecanic

Lucrul mecanic este marimea fizica egala cu produsul scalar dintre vectorul forta si vectorul deplasare (vectorul deplasare este o marime fizica de proces).

Randamentul planului inclinat

Raportul adimensional dintre lucrul mecanic util si lucrul mecanic consumat se numeste randament. Randamentul este intotdeauna subunitar.

Puterea mecanica

Puterea mecanica este marimea fizica egala numeric cu lucrul mecanic efectuat in unitatea de timp.

Energia mecanica

Energia mecanica este marimea fizica de stare ce caracterizeaza capacitatea unui corp/sistem mecanic de a efectua lucru mecanic la un moment dat.

a) Energia cinetica este caracteristica acelor corpuri care se deplaseaza cu o anumita viteza fata de un reper. Variatia energiei cinetice a unui corp este egala cu lucrul mecanic efectuat de toate fortele care actioneaza asupra corpului.

b) Energia potentiala este caracteristica acelor corpuri asupra carora actioneaza forte conservative (greutatea, forta elastica)
Legea de conservare a energiei mecanice:daca asupra unui corp actioneaza doar forte conservative, energia sa mecanica se conserva (este constanta).

Teorema de variatie a energiei mecanice: daca asupra unui corp actioneaza atat forte conservative cat si forte neconservative, variatia energiei sale mecanice este egala cu lucrul mecanic efectuat de fortele neconservative.

Impulsul mecanic

Impulsul unui corp este o marime fizica definita ca fiind produsul dintre masa si viteza. O alta denumire (mai veche) este cea data de Newton, care a definit impulsul ca fiind o cantitate de miscare.
Teorema variatiei impulsului mecanic al unui punct material este .
Daca vectorul forta este nul, atunci variatia impulsului mecanic este, de asemenea, nul deci impulsul initial este egal cu cel final, spunem ca impulsul mecanic al punctului material se conserva.



Ciocniri

Ciocnirea este un proces de interactiune intre doua corpuri care dureaza un timp finit.

a)ciocnirea plastica: dupa ciocnire corpurile raman cuplate
b)ciocnirea perfect elastica: dupa ciocnire corpurile se misca independent




Oscilatii mecanice

Oscilatia mecanica este miscarea unui corp care se repeta de o parte si de alta a unei pozitii de echilibru.

1) Perioada este intervalul de timp in care se efectueaza o oscilatie completa:
2) Frecventa reprezinta numarul de oscilatii efectuate in unitatea de timp:
3) Elongatia este distanta la care se afla corpul fata de pozitia de echilibru la un moment dat.

4) Amplitudinea este elongatia maxima.

Oscilatiile armonice pot fi fie amortizate (amplitudinea scade in timp), fie neamortizate (amplitudinea este constanta in timp)

Oscilatorul liniar armonic este un punct material care efectueaza o miscare oscilatorie sub actiunea unei forte de tip elastic. Legile miscarii, vitezei si acceleratiei sunt: