Principiile mecanicii
Principiul I
Principiul I al dinamicii se poate enunţa:
Un corp îşi menţine starea de repaus relativ, sau de mişcare rectilinie şi uniformă, atât timp cât asupra lui nu acţionează alte corpuri care să-i schimbe această stare.
Principiul II
Principiul al II-lea al dinamicii sau principiul fundamental:
Vectorul forţă este egal cu produsul dintre masă şi vectorul acceleraţie.
F = m·a
Principiul III
Principiul al III-lea al dinamicii, numit şi principiul acţiunii şi reacţiunii, se enunţă:
Dacă un corp A exercită o forţă FAB asupra corpului B (acţiune), atunci şi corpul B acţionează asupra corpului A (reacţiune) cu o forţă FBA, egală în modul şi de sens contrar.
FAB = – FBA
Principiul independenţei acţiunii forţelor
Un alt principiu important este principiul independenţei acţiunii fortelor sau principiul suprapunerii forţelor:
Când asupra corpului acţionează simultan mai multe forţe, fiecare forţă produce propria sa acceleraţie, în mod independent de prezenţa celorlalte forţe, acceleraţia rezultantă fiind suma vectorială a acceleraţiilor individuale.
Principiul relativităţii în mecanica clasică
Toate legile dinamicii sunt aceleaşi în sistemele de referinţă inerţiale.
Toate legile fizicii sunt aceleaşi în sistemele de referinţă inerţiale.
Forţa de frecare
Ori de câte ori un corp alunecă pe suprafaţa altuia apare o forţă de frecare tangentă la suprafaţa de contact şi opusă sensului de mişcare.
Forţa de frecare la alunecare este proporţională cu apăsarea normală pe suprafaţa de contact, mai precis, cu rezultanta tuturor forţelor care acţionează pe direcţia normală la direcţia deplasării (FN).
Modulul forţei de frecare este:
Ff = μ·FN
μ = coeficientul de frecare.
Legile frecării la alunecare
Forţa de frecare la alunecare nu depinde de mărimea suprafeţelor în contact, ci numai de natura suprafeţelor aflate în contact.
Forţa de frecare la alunecare este proporţională cu rezultanta forţelor ce acţionează pe direcţie normală la direcţia deplasării.
Forţa de tensiune
În cazul corpurilor legate prin fire şi tije apare o forţă de tensiune.
De obicei nu luăm în considerare masele firelor sau tijelor şi le consideram inextensibile. În acest fel, chiar dacă li se imprimă o acceleraţie, forţa aplicată la unul dintre capete se transmite integral la celălalt capăt.
Forţa de tensiune se notează cu T.
Tensiunea se transmite în firele inextensibile.
Forţa elastică
Forţa elastică Fe, ce apare într-un corp deformat, se opune deformării, iar valoarea ei numerică este direct proporţională cu deformarea:
Fe = – k·Δl
k = constanta elastică a resortului.
Legea deformărilor elastice (Legea lui Hooke)
F = (ES0/l0)·Δl
Deformarea este direct proporţională cu forţa care a produs-o.
Cu cât lungimea iniţială este mai mare şi deformarea este mai mare.
Deformarea este invers proporţională cu aria secţiunii transversale iniţiale a corpului.
Deformarea depinde de natura materialului prin modului de elasticitate E, numit modulul lui Young.