Principiile mecanicii newtoniene si tipuri de forte

Principiile mecanicii newtoniene si tipuri de forte

- principiul inertiei (principiul I):

• Un corp isi mentine starea de repaus sau miscare rectilinie uniforma atata timp cat asupra sa nu actioneaza alte corpuri care sa-i schimbe aceasta stare mecanica.
• Inertia = proprietatea corpurilor de a-si mentine starea de repaus sau MRU atata timp cat asupra lor nu actioneaza alte corpuri care sa le schimbe aceasta stare mecanica
• Masa = masura inertiei corpurilor;

- sisteme de referinta inertiale:

• Sistemul de referinta (referentialul) este format din reper, rigla si ceas
• Sistemul de referinta inertial (SRI):

Este sistemul de referinta in care este valabil principiul inertiei

SRI sunt in repaus sau MRU unele fata de altele

Inteactiunea; forta

• Interactiunea = actiunea reciproca dintre doua sau mai multe corpuri
• Interactiunea poate fi:
• La contact
• La distanta (prin camp)
• Forta = marimea fizica vectoriala care masoara interactiunea
• ; newtonul este forta care, cand actioneaza asupra unui corp cu masa de 1kg, ii imprima o acceleratie de 1N
• Fortele pot fi:

Active - care "produc" miscare - pozitve

Rezistente - care se opun miscarii - negative

• Efectele fortelor:

Dinamice - schimbarea starii de miscare a unui corp

Statice - schimbarea formei corpului (deformarea)

!!! Deseori efectele dinamice si statice ale fortelor apar simultan !!!

- principiul fundamental al dinamicii:

• Vectorul forta este egal cu produsul dintre masa si vectorul acceleratie.

• Vectorii forta si acceleratie au aceeasi directie si acelasi sens
• Impulsul puctului material = marimea fizica vectoriala egala cu produsul dintre masa si vectorul viteza.

  ;

• Impulsul si viteza au aceeasi directie si acelasi sens
• Forta medie care actioneaza asupra unui corp este egala cu variatia impulsului in timp.

 

Valoarea momentana a fortei:

Unde notam  impulsul fortei

!!! Aria suprafetei marginita de graficul fortei in coordonate (F,t) si axa timpului intre momentele initial si final ale miscarii este numeric egala cu variatia impulsului !!!

- unitatea de masura a fortei:

 (newton)

• Newtonul este forta care, atunci cand actioneaza asupra unui corp cu masa de 1kg ii imprima o acceleratie de 1m/s².

- principiul actiunii si reactiunii:

• Daca un corp actioneaza asupra unui alt corp cu o forta numita actiune, atunci si cel de-al doilea corp actioneaza asupra primului cu o forta egala in mdul si de sens contrar numita reactiune.
• OBS:

Denumirile de actiune si reactiune sunt arbitrare

Cele doua forte actioneaza asupra a doua corpuri diferite

- principiul suprapunerii fortelor:

• Daca mai multe forte actioneaza asupra unui punct material in acelasi timp, fiecare forta produce propria sa acceleratie in mod independent de actiunea celorlalte, acceleratia rezultanta fiind egala cu suma vectoriala a acceleratiilor independente.

- fortele de contact dintre corpuri:

• Sunt forte care se exercita asupra unui prin contactul direct cu alt corp
• Ex: forte de tractiune, de frecare, de deformare etc.

- legile frecarii la alunecare

Forta de frecare

se manifesta la suprafata de contact dintre doua corpuri

apare datorita intrepatrunderii asperitatilor microscopice ale suprafetelor celor doua corpuri care aluneca unul peste celalalt

este o forta rezistenta:

poate fi:

o  statica - daca cele doua corpuri sunt in repaus unul fata de celalalt;

o  cinetica (la alunecare) - cand cele doua corpuri aluneca unul peste celalalt;

o  la rostogolire - cand un corp se rostogoleste peste celalalt

caracteristici:

o  are directia vitezei si sens contrar acesteia

o  punctul de aplicatie la suprafata de contact dintre corpuri

Legile frecarii:

Forta de frecare la alunecare dintre doua corpuri nu depinde de aria suprafetelor aflate in contact.

Forta de frecare la alunecare dintre doua corpuri este direct proportionala cu apasarea normala pe suprafata de contact.

F_f~N

Forta de frecare la alunecare dintre doua corpuri depinde de natura si de gradul de slefuire al suprafetelor aflate in contact prin coeficientul de frecare la alunecare μ.

coeficientului de frecare la alunecare:

• este o constanta specifica perechii de suprafete aflate in contact - depinde de natura si de gradul de slefuire al celor doua suprafete
• Nu depinde de viteza corpurilor aflate in contact
• este o marime adimensionala:
• unghiul de frecare φ - unghiul planului inclinat care corpul aluneca rectiliniu uniform: μ=tgφ

- unghiul dintre normala la suprafata de contact si rezultanta fortelor de contact F_c

- forta de tensiune:

• este forta de intindere care actioneaza in fire, cabluri, bare, tije etc. Supuse actiunii unei forte exterioare
• actioneaza in toate punctele firului
• daca firul este ideal (masa neglijabila si neelastic) are aceeasi valoare in orice punct de-a lungul firului
• intr-un punct, actioneaza egal in ambele directii, conform pr. actiunii si reactiunii

-forta deformatoare:

• este forta care produce deformari
• in cazul deformarii elastice a unui fir, cablu, resort etc. Se aplica legea lui Hooke:

SAU:

Unde:  - alungirea (deformatia; notata si x)

l₀ - lungimea initiala a firului

l - lungimea finala a firului

E - modulul lui Young (modul de elasticitate) - specifica materialului

F - forta deformatoare

S₀ - aria sectiunii firului

 - sarcina sau efort unitar;

 - alungire relativa;

 - constanta de elasticitate;

- forta elastica:

• este proportionala cu valoarea deformatiei si de sens contrar acesteia
• este egala in modul si de sens opus fortei deformatoare
•