Fizică GeneralăCurs 1

Șef Lucări Dr. Fiz. LAURA FLOROIAN

1

Structura disciplinei

Evaluare

2

Introducere

Sem. Tipul disciplinei

Activitati normate [ore/sapt.] Total ore[ore/sem.] CrediteC S L P TOTAL

II DF 3 1 4 52 4

Modalităţi de evaluare

Metode de evaluare(scris, scris şi oral, oral, test, aplicaţie

practică)

Pondere în nota finală

Activitate %

Examen scris Examen/Colocviu 70Seminar

Colocviu oral Laborator 30Proiect Prezenţă

Bibliografie

3

Introducere

1. Mirela Bodea: Fizica pentru ingineri Curs litografiat2. Daniela Buzatu, Cristina Stan, Complemente de Fizică, Ed. Did. si Ped.,

București, 20043. I. Inta, S. Dumitru : Complemente de Fizică , vol.I si II, Ed. Tehnică,

Bucuresti, 1982, 19854. Gabriela Cone, Electromagnetism, Ed. Did. si Ped., București, 20135. I.M. Popescu : Fizica , vol. I si II, Ed. Did. si Ped., București, 1984

6. Internet....

OBIECTUL FIZICII◦ Definiție

Fizica este știința naturii care studiază proprietățile și structura materiei, formele generale de mișcare ale acesteia (mecanică, termică, electromagnetică, etc.), precum și transformările pe care le suferă materia

Astfel de transformări se numesc procese sau fenomene fizice.

Studiul proceselor sau fenomenelor fizice se efectuează asupra unor regiuni finite din univers, de dimensiuni variabile, astfel delimitate încat să interacționeze cu exteriorul ca un întreg, numite sisteme fizice.

4

Introducere

Studiul sistemelor și proceselor fizice se bazează pe principiul cauzalității, conform căruia :

◦“ fiecare stare din lumea obiectivă este efectul unor cauze care determină univoc starea respectiva”.

In fizica clasică, nerelativistă, spațiul și timpul au un caracter absolut (universal), în sensul că sunt independente de distribuția materiei, adică de existența

sistemelor fizice.◦ Spațiul se consideră:

◦ Tridimensional

◦ Omogen - proprietățile lui sunt aceleași în toate punctele sale

◦ Izotrop - proprietățile lui sunt independente de direcție. 5

Introducere

La baza cunoașterii fenomenelor naturale stau observația și experimentul.

◦ Observația constă în studierea fenomenelor în condițiile naturale de desfășurare.

◦ Experimentul reproduce fenomenele în diverse condiții create artificial cu scopul de a descoperi legile lor.

Introducere

Introducere Componente

◦ Fizica macroscopică Teoria clasică

◦ Fizica microscopică Teoria cuantică

Introducere

Legile fizicii◦ Legi generale

Exemplu: legea fundamentală a dinamicii◦ Legi de material

Exemplu: legea lui Ohm

Mărimile fizice definesc proprietățile corpurilor sau caracterizează procese în care schimbările ce survin pot fi descrise cantitativ

Măsurarea oricărei mărimi fizice presupune compararea mărimii respective cu o altă mărime fizică de aceeași natură, considerată drept unitate de măsura etalon

Prin operația de măsurare, unei mărimi fizice X îi corespunde în corpul numerelor reale, o valoare măsurată (numerică) x , definită prin raportul:

Unde: [X] – reprezintă unitatea de măsură a mărimii respective.

x depinde de alegerea unității9

Mărimi fizice. Unități de măsură. Sisteme de unități.

][X

Xx

;][

;][

;][ 3

32

21

1 X

Xx

X

Xx

X

Xx

Unele mărimi fizice sunt mărimi fundamentale, ele fiind definite numai prin descrierea procedeului de măsurare. Unitățile de măsură asociate mărimilor fundamentale se numesc unități fundamentale; Corespund de regulă unor mărimi fizice reprezentând, în cadrul unui anumit

domeniu, proprietățile fundamentale, ireductibile ale materiei (mărimi fizice fundamentale).

Unitățile ale căror mărimi sunt definite cu ajutorul celor fundamentale se numesc unități derivate (secundare) iar mărimile se numesc mărimi derivate (secundare).

Ansamblul coerent al tuturor mărimilor fizice reprezentând (biunivoc) proprietățile ireductibile ale materiei, reunite cu unitățile de măsură corespunzătoare, determinate de anumite unități fundamentale, constituie un sistem coerent de mărimi și unități fizice.

10

Mărimi fizice. Unități de măsură. Sisteme de unități.

În fizică se utilizează astăzi, conform standardelor, Sistemul Internațional de unități (SI)

mărimile fundamentale :◦ 1. Lungimea [metrul]◦ 2. Masa [kilogramul]◦ 3. Timpul [secunda]◦ 4. Temperatura termodinamică [Kelvinul]◦ 5. Intensitatea curentului electric [Amperul]◦ 6. Cantitatea de substanță [molul]◦ 7. Intensitatea luminoasă [Candela]

11

Sistemul internațional de unități (SI)

 

12

Sistemul internațional de unități (SI)

 

 

Marimea fizicaUnitate de

masuraSimbo

lDefinitie

Lungime metru mLungimea drumului strabatut de lumina in vid intr-un interval de timp egal cu 1/299 792 458 dintr-o secunda. 

Masa kilogram kg Masa prototipului international al kilogramului

Timp secunda sDurata a 9 192 631 790 perioade ale radiatiei corespunzatoare tranzitiei intre cele doua nivele hiperfine ale izotopului de cesiu 133

Curent electric amper A

Curentul constant ce se stabileste prin doua fire conductoare de lungime infinita  si sectiune neglijabila, situate in vid la distanta de 1m si intre care se exercita o forta de 2x10-7 N pe fiecare metru de conductor.

Temperatura termodinamica

kelvin K Fractiunea 1/276,16 din  temperatura termodinamica a punctului triplu al apei.

Cantitate de substanta

mol mol

 Molul este cantitatea de substanta care contine atatea entitati elementare cate gasim in 0,012 kg de carbon12. Atunci cand se foloseste molul trebuie sa se specifice care sunt aceste entitati (atomi,molecule,ioni, alte particule sau grupuri formate din aceste particule).

Intensitate luminoasa candela cd

 Intensitatea luminoasa pe o anumita directie a unei surse monocromatice de frecventa 540x1012 Hz si al carei flux pe acea directie este de 1/683 W/Sr. 

Unități SI suplimentare.◦ Radianul este unghiul plan cuprins între două

raze care delimitează pe circumferința unui cerc un arc cu lungimea egală cu cea a razei.

◦ Steradianul este unghiul care având vârful în centrul unei sfere, delimitează pe suprafața acestei sfere o arie egală cu cea a unui pătrat a cărui latură este egală cu raza sferei.

13

Sistemul internațional de unități (SI)

 

Unități SI derivate

◦ Se construiesc din mărimile fizice fundamentale◦ Sunt date de expresiile matematice care cuprind

semne de înmulțire și împărțire◦ Pot căpăta denumiri speciale și un anumit simbol ◦ Pot fi folosite pentru exprimarea unor unități

derivate, mai simplu decât pe baza unităților fundamentale.

14

Sistemul internațional de unități (SI)

 

15

Standard prefixes for the SI units of measure

Multiples

Name deca- hecto- kilo- mega- giga- tera- peta- exa- zetta- yotta-  

Symbol da h k M G T P E Z Y  

Factor 100 101 102 103 106 109 1012 1015 1018 1021 1024  

 

Subdivisions

Name deci- centi- milli- micro- nano- pico- femto- atto- zepto- yocto-  

Symbol d c m µ n p f a z y  

Factor 100 10−1 10−2 10−3 10−6 10−9 10−12 10−15 10−18 10−21 10−24  

Mărimi fizice. Clasificare După calităţi matematice :

◦ mărimi scalare◦ mărimi vectoriale◦ mărimi tensoriale

După scara la care sunt raportate fenomenele: ◦ mărimi macroscopice ◦ mărimi microscopice

După natura probabilistă◦ Deterministe◦ Aleatoare

…

17

Mecanica Clasică

 

Punctul material- reprezintă un obiect cu dimensiuni reduse (neglijabile) comparativ cu distanțele până la corpurile vecine

Mișcarea unui p.m. presupune exprimarea dependenței temporale a vectorului său de poziție la orice moment de timp

Poziția p.m. se definește în raport cu un sistem de referință Mișcarea p.m. în spațiul 3D este descrisă prin trei gr. de

libertate Pozitia p.m. este determinată în orice moment de timp prin

vectorul de poziție în raport cu un reper fix O ales arbitrar◦ Exprimarea vectorului de poziție se realizează în:

coordonate carteziene – mișcare liniară coordonate cilindrice sau sferice – mișcare de rotație

18

Cinematica punctului material

 

r

x, y, z=coordonate carteziene=componentele vectorului de poziție

=vectorul de poziție (t)=traiectoria mobilului=legea de

mișcare

19

kzjyixtr

tz

ty

tx

trtrr

sau sau

r

r

Cinematica punctului material

i, j, k versorii axelor de coord.

1 kji

kvjvivkzjyixv

z

y

x

rdt

rd

t

rΔv

zyx

t

0lim

Distanţa parcursă de mobil în decursul mişcării este dată de vectorul deplasare, definit ca:

Viteza medie <v>

Viteza momentană

20

Cinematica punctului material

 

t

rΔ

ttt

trttrv

12 rr rΔ

Viteza momentană este tangentă la traiectorie

Accelerația

sau

21

Cinematica punctului material

 

222

,

zyxv

vv

ie traiectorla tangentadirectia pe versorul-

z

y

x

v

v

v

rvdt

vd

t

vΔa

z

y

x

t 0lim

ntg aavvva

Accelerația normală (radială)

22

Cinematica punctului material

 

R

vvan

2

[v] = m/s

[a]= m/s2

Mișcare liniară Mișcare circulară

Uniformă Uniform variată

Uniformă Uniform variată

Legea vitezei

Legea spațiului

23

Cinematica punctului material

 

0vv 00 ttavv

20

000

2tt

a

ttvrr

000 ttvrr

0

000 tt

20

000

2tt

tt

00 tt