Curs 1 Fizica generala.pdf
-
Upload
florin-damian -
Category
Documents
-
view
70 -
download
1
Transcript of Curs 1 Fizica generala.pdf
-
FIZICACursNr.1
-
Prezentareprofesori
Curs - Attila Bor Laboratoare: OPTO: Attila Bor IMed, SET, IM, MF, MT: Sorin Adam RO: Laura Floroian MIAIA: Mihail Pop
-
Laboratoaredefizic
Colina Universitii - Corpul C C I 19 - Mecanic, Fizic molecular C P 36 - Electricitate i magnetism C I 36 - Optic, Fizic atomic
-
Bibliografie
N. Creu, Fizic general, EDP, Bucureti, 2003
I. Ina, S. Dumitru, Complemente de fizic, Ed. Tehnic, Bucureti, 1982.
M. Bodea, Fizic pentru ingineri, Vol. I i II, Repr. Univ. Transilvania, 1999.
A. Boer, Optica, Editura Matrixrom, Bucureti, 2006
-
Introducere
Fizica este tiina care studiaz structura, proprietile i legile de micare ale materiei.
Testul validitii teoriilor fizice este dat de verificarea experimental.
Din punct de vedere al metodelor folosite pentru descrierea fenomenelor fizice putem vorbi despre fizic experimental i fizic teoretic
-
Mrimilefizice
Mrimile fizice sunt concepte care permit descrierea cantitativ a fenomenelor fizice.
Clasificare: mrimi scalare (lungime, mas, timp,
temperatur, sarcin electric) mrimi vectoriale (viteza, acceleraia, fora,
intensitatea cmpului electric) mrimi tensoriale (permitivitatea electric
intr-un mediu anizotrop).
-
Mrimifizicefundamentale(SI)Nr. Mrime fundamental Unitatea de msur
1 Lungime metru (m)
2 Mas kilogram (kg)
3 Timp secund (s)
4 Intensitatea curentului electric Amper (A)
5 Intensitatea luminoas candela (cd)
6 Temperatura termodinamic Kelvin (K)
7 Cantitatea de substan mol
-
Structuracursului
I. Mecanica clasic II. Teoria relativitii restrnse III. Termodinamica i fizica statistic IV. Electricitate i magnetism V. Optica VI. Elemente de fizic cuantic
-
Capitolul1Mecanicaclasic
-
1.1Sistemedereferin Fenomenele fizice se desfoar n spaiu
i timp. Spaiul este tridimensional, iar timpul este
unidimensional. Pentru a descrie starea de micare a unui
corp este nevoie de un reper spaial i unul temporal.
Ansamblul reper spaial + reper temporal se numete sistem de referin.
-
Clasificarea sistemelor de referin:
sisteme de referin ineriale (efectueaz micare rectilinie uniform)
sisteme de referin neineriale (efectueaz micare accelerat).
n cadrul mecanicii clasice spaiul i timpul au caracter absolut.
-
Sistemedecoordonatea) Coordonate carteziene (x,y, z)
Vectorul de poziie:
!r = x!i+y !j + z!k
y
x
y
rk
ij
P (x, y, z)
zz
x
-
b) Coordonate sferice
A
z
y
x
r
z
x
y
P
O
sin = OAr
; cos = zr
sin = yOA
; cos = xOA
x = r sin cosy = r sin sinz = r cos
(r ,,)
-
c) Coordonate cilindrice
z
y
x
z
x
y
P
O
A
sin = y
; cos = x
x = cosy = sinz = z
(,, z)
-
1.2Cinematicapunctuluimaterial Cinematica studiaz micarea corpurilor fcnd
abstracie de forele care acioneaz asupra lor.
Vectorul deplasare: Drumul parcurs: s"r
A
B
r
s
-
Viteza medie:
Viteza instantanee (momentan):
Derivata unei funcii:f (x0) = limxx0
f(x) f(x0)x x0
!v = dxdt
!i+ dydt
!j + dzdt
!k
!v = !r = x!i+ y !j + z!k
!vm = !rt
!v = limt0
!rt
= limt2t1
!r2 !r1t2 t1 =
d!rdt
r
sP
P
-
Acceleraia medie:
Acceleraia instantanee:
Clasificarea micrilor:
micarea uniform
micarea uniform variat
micarea variat
!a = 0
!a 0 ; !a = 0
!a 0 ; !a 0
!a = !v = vx!i+ vy !j + vz!k = !r = x!i+ y !j + z!k
!am = !vt!a = lim
t0!vt
= d!vdt
-
Introducem versorul: ! = d!rds
!v = d!rdt
= d!rds
dsdt
= v!
Vectorul vitez este ntotdeauna tangent la traiectorie!
2
v3v1
v
dr
dsP
P
-
Din relaiaprin derivare n raport cu obinem:
Rezult c este un vector normal pe versorul .
! ! = 1s d!
ds ! = 0
|d!| = d
d!ds = dds = 1R
ds = Rd
d!ds !
d!ds
= 1R!n
n
2
1 1d
R R
ds
d
d
-
Pentru acceleraie obinem relaia:
!a = d!vdt
= dvdt
! + v d!dt
=
= dvdt
! + v d!ds
dsdt
d!ds
= 1R!n
dsdt
= v
!a = dvdt
! + v2
R!n = at ! + an !n
a
atan
-
Orientareavectorilorviteziacceleraiencursulmicriibidimensionale
-
1.3Dinamicapunctuluimaterial Dinamica se ocup cu
studiul micrii corpurilor innd cont de forele care acioneaz asupra lor.
La baza dinamicii stau trei principii enunate de ctre Isaac Newton n lucrarea Principiile matematice ale filozofiei naturale (1687).
-
Principiul nti al dinamicii (Principiul ineriei)Un corp i pstreaz starea de repaus sau starea de micare rectilinie uniform atta timp ct asupra lui nu acioneaz fore din exterior.
Matematic principiul al doilea al dinamicii poate fi exprimat prin relaia:
!a = !Fm
Principiul al doilea al dinamicii (Principiul forei)Dac asupra unui corp de mas actioneaz o for , aceasta imprim corpului o acceleraie direct proporional cu fora i invers proporional cu masa corpului.
m !F!F
-
innd cont de definiia acceleraiei obinem:
!F =md!vdt
= d(m!v
)dt
Mrimea se numete impuls. !p =m!vAtunci formularea matematic a principiului al doilea al dinamicii capt forma:
!F = d!pdt
Observaie: Relaia de mai sus este valabil i n cadrul teoriei relativitii restrnse.
-
Principiul al treilea al dinamicii (Principiul aciunii i reaciunii)Dac un corp A acioneaz asupra unui alt corp B cu o for , atunci la rndul su B acioneaz asupra lui A cu o for egal n modul i de sens contrar, adic
!FAB
!FBA = !FAB
B
+FBA = FAB FAB
+A
-
Problemn momentul cnd semaforul arat verde, un automobil pornete cu acceleraia constant de 1,8 m/s2. n acelai moment, un autocamion, mergnd cu o vitez constant de 9 m/s, depete automobilul. a) La ce distan de punctul de pornire va depi automobilul autocamionul?b) Ce vitez va avea automobilul n acel moment?c) S se reprezinte grafic dependena coordonatei de timp pentru fiecare vehicul.
-
ProblemDou blocuri sunt n contact pe o mas fr frecri. O for orizontal este aplicat unui bloc aa cum este artat n figur. a) Dac , i , s se afle fora de contact dintre cele dou blocuri.b) S se arate c dac aceeai for se aplic lui n locul lui , fora de contact dintre blocuri este 2 N, ceea ce difer de rezultatul obinut la punctul a). Explicai.
m1 = 2 kg m2 = 1 kg F = 3 N
m2m1
Fm1
m2
-
Recapitulare Sistem de referin = reper spaial +
reper temporal Sisteme de coordonate: carteziene,
sferice, cilindrice Viteza instantanee (momentan): Vectorul vitez este ntotdeauna tangent
la traiectorie.
!v = d!rdt
-
Recapitulare Acceleraia: Acceleraia n general are dou componente:
tangenial i normal. Principiile dinamicii Formularea matematic a principiului al
doilea al dinamicii:
!F =m!a !F = d!pdt
!a = d!vdt