DINAMICA

FORTE GRAVITATIONALE

►sunt forte reduse ca intensitate

►au raza de actiune infinita

►actioneaza asupra tuturor particulelor sau corpurilor caracterizate de masa

►impactul gravitatiei asupra organismelor vii

Istoric

Pamantul exercita o atractie continua asupra corpurilor; exista o forta care tine legate atat corpurile ceresti cat si corpurile de Pamant.

TEORIA LUI NEWTON:

Miscarea planetelor este posibila numai daca fortele ce cauzeaza aceasta miscare sunt direct proportionale cu masele planetelor si invers proportionale cu patratul distantei de la centrul orbitei (Soarele) la planeta.

1. pentru 2 orbite oarecare (Soare + planete)

1

1

2

112

4R

TmamF

222

2

22

4R

TmamF

32

31

22

21

R

R

T

T

21

22

2

1

2

1

R

R

m

m

F

F

2r

mkF

2. generalizare pentru toate astrele, nu numai pentru orbitele solare

a. miscarea Lunii in jurul pamantuluib. caderea libera a corpurilor la suprafata pamantului

22

24

L

LL

L

LLR

mkR

TmF

gmR

mkF L

Lc

2

gT

R

R

R

L

L

L2

2

2

2 4

222

32

/8.94

smTR

Rg

L

L

3. generalizare pentru orice 2 corpuri

21

112 R

mkF

22

221 R

mkF

21 mk

12 mk

221

2112 R

mmkFFF

k = constanta gravitationala = 6.67 10-11 Nm2/kg2

GRAVITATIA SI VIATA

Gravitatia pamantului:

→ este suficient de mare pentru a mentine atmosfera gazoasa (gazele esentiale ale vietii) → viata

→ atmosfera protejeaza pamantul de fondul cosmic (radiatii)

→ valoarea gravitatiei → mersul, forma si dimensiunile vietuitoarelor

→ cresterea plantelor

→ lipsa gravitatiei duce la cresterea in inaltime, tulburari circulatorii, decalcifierea, atrofierea maduvei osoase

→ ingerarea alimentelor este greoaie

Biofizica + biomecanica

Om + gravitatie + echilibru

1. distributie egala pe talpi a greutatii corpului2. centrul de greutate cat mai aproape de sol3. suprafetele de sprijin plane

Ansamblul arhitectural complex (coloana vertebrala = axis mundi)

1. simetria2. verticalitatea3. echilibrul

Forte nefundamentale

1. Forta de elasticitate = forta care ia nastere intr-un corp supus unor forte exterioare de solicitare si care se opune acestor forte.

kxFe 2. Fortele de frecare (alunecare, rostogolire, vascozitate)Frecarea apare la contactul intre 2 corpuri sau 2 straturi adiacente; implica aparitia unor forte ce se opun miscarii relative a celor 2 corpuri

NF

Cum a procedat Cavendish ? Metoda, ca principiu, este una extrem de simplă. Cavendish a măsurat forţa pe care o resimte o bilă de plumb de mici dimensiuni sub acţiunea atracţiei gravitaţionale (despre care marele  Newton postulase că se manifestă între oricare două mase) venite din partea unei alte bile de plumb, de masă considerabil mai mare. Prin compararea acestui rezultat cu forţa cu care bila de plumb de mici dimensiuni este atrasă de Pământ (practic, greutatea acesteia), se poate deduce de câte ori Terra este mai masivă decât bila mare de plumb, fără a fi nevoie să se cunoască valoarea constantei gravitaţionale - g. Articolul lui Cavendish care descrie experimentul nu face nicio referire la constanta gravitaţională, neexistând vreun indiciu care să sugereze că britanicul a urmărit determinarea acesteia. Mai mult, una dintre primele referinţe din literatura ştiinţifică la g datează din 1873, deci 3 sferturi de secol după experimentul lui Cavendish.

Dinamica miscarii circulare

SR

SRI

SRN

SRI: amGT SRN: amFi

0 amGT

Suma fortelor reale si a celor inertiale dau o rezultanta nula.

SRI: cpa cpFMiscare circulara:

SRN: cfF

cfcp FF

► O centrifuga este un instrument (aparat) pus in functiune de catre un motor electric, in care se introduc corpuri sau substante pentru a fi rotite cu viteze mari in jurul unei axe fixe.

► Centrifuga functioneaza pe principiul sedimentarii, in care acceleratia centripeta produce separarea substantelor mai dense de rest (spre partea de jos a tubului), in timp ce substantele mai putin dense migreaza spre partea de sus a tubului.

► Turatii mari → acceleratii centripete mari → centrifuge si ultracentrifuge

SITUATIE:

Se considera o particula de raza R cese centrifugheaza intr-un mediu de densitate ρ.

rmFcf 2

Lichid: 030 3

4 Rmmma

Echilibrul fortelor: FsFcf

RvrR 63

4 20

3

dt

drv

20

3

9

2 rR

dt

dr

☻Deplasarea particulelor in timpul centrifugarii

☻Calculul razei particulei/moleculei

☻Determinarea masei moleculare a unor macromolecule centrifugate

APLICATII

►sedimentarea hemoglobinei in apa (0.3 μm/24 ore)constanta de sedimentare s → secunda → Svedberg

(10-13)►separarea acizilor nucleici in gradienti de clorura de sodiu►induc conditii de gravitatie artificiale utilizate de cosmonauti in spatiu►in industrie la separarea cristalelor de zahar din solutii►simularea unor cutremure de pamant►centrifuge de uscare►industria uleiurilor►industria laptelui►diverse decantari sau sedimentari in industria chimica