Principiul al II-lea al dinamicii (principiul fundamental). Forta. Forta gravitationala si legea atractiei universale
In cazul corpurilor aflate in interactiune, impulsul nu se conserva. Variatia in timp a impulsului unui corp (punct material) reprezinta o masura a influentei interactiunilor exercitate asupra corpului respectiv, adica a fortei. Astfel:
,
relatie care pentru viteze nu foarte mari, unde m = const, devine:
.
Relatia (3.3) reprezinta expresia matematica a Principiului al II-lea al lui Newton, cunoscut si ca Principiul fundamental al dinamicii: Rata de variatie in timp a impulsului unui punct material este egala cu forta rezultanta ce actioneaza asupra acestuia.
Intr-o formulare echivalenta, acelasi principiu a fost enuntat astfel: Acceleratia punctului material este proportionala cu forta care ii da nastere, avand directia si sensul acesteia, subliniindu-se legatura directa dintre factorul cauza (forta) si factorul efect (acceleratia).
Intr-un sistem de coordonate carteziene Oxyz, ecuatia vectoriala (3.3) este echivalenta cu un sistem de trei ecuatii scalare, numite ecuatii diferentiale ale miscarii punctului material:
,
, 
.
Forta este o marime fizica vectoriala,
derivata, reprezentand o masura a interactiunii dintre
corpuri. Formula dimensionala a fortei este: 
, iar unitatea sa de masura in S. I. este newtonul (N). Newtonul se defineste
ca forta care imprima masei de
1 kg o acceleratie de 1 m/s2, in directia si sensul
fortei.
Masurarea fortelor se realizeaza prin intermediul efectelor acestora asupra corpurilor. Exista doua tipuri de interactiuni mecanice posibile: interactiuni statice, in acest caz fortele de interactiune producand efecte de deformare, respectiv interactiuni dinamice, situatie in care fortele de interactiune determina deplasarea corpurilor.
Forta gravitationala este o forta de atractie care se manifesta intre masele corpurilor, fiind identificata ca forta universala de Isaac Newton. Acesta a aratat acelasi tip de forta descrie atat atractia unui corp de catre Pamant cat si atractia planetelor sau a altor corpuri ceresti, reunind astfel mecanica terestra cu mecanica cereasca, considerate pana atunci domenii de studiu distincte. Legea atractiei universale evidentiaza permanenta miscarii corpurilor in Univers.
Legea atractiei universale a fost formulata de Newton (1687) astfel: Doua corpuri punctiforme de masa m1 si m2 se atrag reciproc printr-o forta direct proportionala cu produsul maselor corpurilor si invers proportionala cu patratul distantei dintre ele, orientata pe directia dreptei care uneste centrele de greutate ale celor doua corpuri.
Expresia matematica a legii atractiei universale este:
,
iar in formulare
vectoriala:
,
semnul minus datorandu-se orientarii opuse a
vectorilor 
si 
. Forta atractiei universale, , tinde sa micsoreze distanta dintre corpurile
aflate in interactiune; aceasta este o forta centrala,
avand directia liniei care uneste centrele de greutate ale celor
doua corpuri.
In expresiile (3.5) si (3.6) corpurile cu masele m1 si m2 pot fi considerate punctiforme daca dimensiunile lor sunt neglijabile in raport cu distanta dintre ele. In caz contrar, legea atractiei universale se poate aplica unor volume elementare in sunt descompuse corpurile, iar prin integrare se obtine forta rezultanta, a carei expresie va depinde de forma acestora. Legea atractiei universale poate fi aplicata in forma clasica, in cazul unor corpuri omogene cu simetrie sferica, chiar daca acestea nu pot fi considerate punctiforme in raport cu distanta dintre ele; aceste corpuri vor putea fi considerate puncte materiale cu intreaga masa concentrata in centrele de simetrie.
Din relatia (3.5) rezulta constanta atractiei universale, 
, avand dimensiunile: 
. Aceasta este numeric egala cu forta de
atractie care se exercita intre doua corpuri punctiforme, avand
masele egale cu 1 kg, aflate la distanta de 1 m. Valoarea constantei G a
fost determinata experimental pentru prima data de H. Cavendish (1798),
cu ajutorul balantei de torsiune. Valoarea curent acceptata este: G
≈ 6,674·10-11 m3·kg-1·s-2.
Forta de greutate este forta cu care un corp este atras de Pamant. Conform legii atractiei universale, forta de greutate (sau greutatea corpului) are expresia:
unde mP (≈ 5,97·1024 kg) si rP (≈ 6,37·106 m) reprezinta masa, respectiv raza Pamantului (Pamantul avand o simetrie sferica si o masa mult mai mare comparativ cu masa corpului considerat; de asemenea, raza Pamantului fiind foarte mare, distanta la care se afla corpul in raport cu suprafata terestra devine neglijabila).
In formula (3.7) marimea
vectoriala 
reprezinta acceleratia gravitationala,
adica acceleratia unui corp care cade liber in campul
gravitational al Pamantului. Acceleratia
gravitationala la suprafata Pamantului are valoarea standard
g ≈ 9,80665 m/s2 (masurata la nivelul marii;
valorile acceleratiei gravitationale prezinta variatii in
functie de latitudine si altitudine).
|
Politica de confidentialitate |
 .com |
Copyright ©
2024 - Toate drepturile rezervate. Toate documentele au caracter informativ cu scop educational. |
Personaje din literatura |
| Baltagul – caracterizarea personajelor |
| Caracterizare Alexandru Lapusneanul |
| Caracterizarea lui Gavilescu |
| Caracterizarea personajelor negative din basmul |
Tehnica si mecanica |
| Cuplaje - definitii. notatii. exemple. repere istorice. |
| Actionare macara |
| Reprezentarea si cotarea filetelor |
Geografie |
| Turismul pe terra |
| Vulcanii Și mediul |
| Padurile pe terra si industrializarea lemnului |
| Termeni si conditii |
| Contact |
| Creeaza si tu |
