Fenomene mecanice. CINEMATICA.

                                                                                             CINEMATICA
Mecanica este parte a fizicii care studiază primul și cel mai simplu tip de mișcare observat de om, mișcarea mecanică. Căderea sau balansul copacilor sub acțiunea vântului, rostogolirea pietrelor, ploaia care nu se mai oprește, cursurile sau cascadele de apă, atacul sau fuga unui animal reprezintă doar câteva tipuri de mișcare mecanică observate de omul primitiv. “Mecanica este știința mișcării ; menirea ei este de a descrie complet și în modul cel mai simplu mișcările ce se produc în natură”, (Robert Kirchhoff, “Prelegeri de mecanică”). Fenomenele din natură, care se desfășoară spontan, fără intervenția omului, au constituit din cele mai vechi timpuri obiect de observație și – ulterior – obiect  de studiu sistematic, în condiții de laborator. Încă de la început, cunoștințele empirice acumulate de om în scopul unor activități practice, au condus la inventarea primelor mecanisme simple, primele tehnologii, menite să le ușureze viața. Pârghia, scripetele, planul înclinat, șurubul (melcul lui Arhimede), capcanele iar mai târziu mașinile de luptă (catapultele și balistele) sunt exemple de dispozitive în construcția și funcționarea cărora s-a ținut cont de aceste noi cunoștințe, dobândite din observarea naturii. Mecanica, numită mecanica clasică, sau mecanica newtoniană, a fost elaborată de Isaac Newton și expusă în celebra sa carte „Principiile matematice ale filosofiei naturii” (1687), unde sunt formulate cele trei legi sau principii ale mecanicii, precum și celebra lege a atracției universale, aplicabilă, în particular, și mișcării sistemului nostru solar.

OPTICA GEOMETRICĂ

Observați iluzia optică. Ca obiect de studiu în fizică, optica geometrică este cam la fel de veche ca mecanica. Lumina, ca și fenomenele la care participă aceasta i-a fascinat și i-a incitat pe oameni din cele mai vechi timpuri.   Până în prima jumătate a sec. al XVII-lea se considera că lumina este alcătuită din niște particule numite corpusculi, emiși de sursele de lumină. Acești se deplasau cu viteză foarte mare dinspre sursă spre diferite obiecte, în linie dreaptă. Corpusculii treceau prin mediile transparente, dar erau reflectați de mediile opace. Urma lăsată de acești corpusculi în spațiu a fost numită rază de lumină. Începând cu cea de-a doua jumătate a sec. al XVII-lea a început să se contureze ideea că lumina ar fi un fenomen ondulatoriu. Dar deși Cr. Huygens demonstrează legile reflexiei și refracției luminii pornind de la afirmația că lumina este un fenomen ondulatoriu, folosindu-se de principiul care-i poartă numele, principiul lui Huygens, totuși teoria nu a fost imediat acceptată. Caracterul ondulatoriu al luminii a fost recunoscut de abia la începutul sec al XIX-lea, când Th. Young a demonstrat fenomenul de interferență a luminii ca un fenomen tipic ondulatoriu. Teoria fost pe deplin confirmată în 1873, când   J. C. Maxwell stabilește că lumina este o undă electromagnetică…                         De fapt, lumina este un ansamblu de unde (sau radiații) electromagnetice pe care le numim culori: roșu, orange, galben, albastru, violet, indigo, ROGVAIV. Când aceste „unde colorate” se propagă împreună, ca pachet, lumina pare albă. Când pachetul de unde, datorită interacțiunii cu obiectele, se destramă, culorile se împrăștie și apar distinct. Anumite obiecte reflectă lumina ca pachet integral și, în consecință, ne par albe. Alte obiecte, în urma interacțiunii cu pachetul de unde, îl destramă, își însușesc una sau mai multe culori (le absorb) și reflectă restul de culori. Acesta este motivul pentru care obiecte diferite le vedem diferit colorat. Deci nu vedem decât ce reflectă corpul! Observați că, de regulă, corpurile reflectă selectiv lumina. Am zis, de regulă selectiv, pentru că sunt și corpuri, precum oglinzile, care reflectă lumina aproape integral. Alte obiecte își însușesc (absorb) întreg pachetul și nu reflectă nimic. În consecință ne vor apărea negre!                                                                                                                                  Aici se cade să mai facem precizare că radiația electromagnetică, deci și lumina, poartă cu ea și energie. Deci, dacă un corp absoarbe una sau mai multe culori va absorbi și energia transportată de acele culori și invers, dacă nu absoarbe culori nu absoarbe nici energie. Din acest motiv este recomandabil să purtăm haine cât mai colorate (sau închise la culoare) iarna și albe (sau deschise la culoare) vara.

Fenomene mecanice. LEGI DE CONSERVARE.

         LEGI DE CONSERVARE                                                                                         Sistemul fizic este un corp macroscopic sau un ansamblu de corpuri  macroscopice. Corpurile care alcătuiesc sistemul se numesc elemente ale sistemului Tot ceea ce nu aparEF7-760x730ține sistemului se numește mediu exterior.            Corpurile, care alcătuiesc sistemul, interacționează atât între ele cât și cu cele din mediul exterior.  Aceste interacțiuni au ca efect modificarea stării sistemului, sau altfel spus: în sistem apar o serie de procese.                                                                Forțele care se manifestă între elementele sistemului se numesc forțe interne.    Forțele care se manifestă între corpurile din sistem și cele din mediul exterior se numesc forțe externe, sau forțe exterioare sistemului.                                                                          Un sistem este izolat (sau închis) dacă asupra lui nu acționează forțe externe.  Un sistem este neizolat (sau deschis) dacă asupra lui acționează forțe externe.   Dacă forțele externe ce acționează asupra sistemului sunt foarte mici, neglijabile, în comparație cu forțele interne, sistemul poate fi considerat izolat. Exemplu de sisteme izolate: sistemul corp-resort, sau sistemul corp-Pământ, pentru care forța de frecare este considerată neglijabilă.                                                                                                                         În orice sistem, în care se desfășoară procese fizice, se produce variația mărimilor fizice caracteristice. Aceste variații nu sunt independente, deoarece mărimile fizice ce caracterizează sistemul sunt legate prin legi fizice.                                                                                                                      Legile de conservare sunt legi fizice potrivit cărora, valorile unor mărimi fizice, caracteristice sistemelor izolate, rămân neschimbate pe parcursul desfășurării oricărui proces.                                                                                   Stabilirea legilor de conservare are o importanță fundamentală pentru fizică, deoarece permit evaluarea sistemelor izolate, în condițiile în care utilizarea metodelor cinematice sau dinamice este foarte complicată sau chiar imposibilă.

Fenomene mecanice. LUCRUL MECANIC. PUTEREA. ENERGIA.

coastequation Orice activitate desfășurată de om, animal sau mașină se numește lucru.

  Atunci când, în urma unei activități, corpul suferă o deplasare, sub acțiunea unei forțe, spunem că s-a efectuat lucru mecanic.

– Un corp ale cărui deplasări în spațiu sunt limitate de alte corpuri, de care este legat, sau cu care este în contact, se numește corp supus la legături.

 – Un corp care nu este legat de alte corpuri și care se poate mișca în orice direcție în spațiu se numește corp liber.

  Unitatea de măsură pentru lucrul mecanic este numită Joule.

  1 Joule este lucrul mecanic efectuat de o forță cu intensitatea de 1 Newton al cărei punct de aplicație se deplasează pe distanța de 1 metru.

Fenomene mecanice. STATICA

  La proIntro_fig_4proiectarea mașinilor, construcții și a diferitelor instalații tehnologice , proiectantul trebuie să aleagă materialele și să dimensioneze fiecare element  astfel încât acesta să reziste în deplină siguranță acțiunii forțelor exterioare care i se transmit.
Acesta este rolul staticii, că parte a mecanicii!

Statica este capitolul mecanicii care studiază sistemele de forțe pentru stabilirea condițiilor de echilibru mecanic ale unui corp aflat în stare de repaus sau de mișcare.