FizicăFizica reprezintă știința care se ocupă cu descoperirea și înțelegerea legilor fundamentale care guvernează materia , energia , spațiul și timpul . Fizica studiază elementele constituente ale universului și interacțiunile dintre ele, reprezentând o bază pentru alte științe, cum ar fi chimia , biologia , științele Pământului , științele sociale . Descoperirile în fizică au aplicații importante

pentru întreaga știință.

Fizica clasică include, în mod tradițional, mecanică , optică , electricitate , magnetism , acustică și termodinamică . Fizica modernă se referă la domenii bazate pe teorii cuantice, cum ar

fi mecanica cuantică , fizica atomică și moleculară , fizica nucleară , fizica particulelor și fizica materiei condensate . În aceeași categorie se încadrează și domeniile mai recente ale relativității restrânse și generale. Această clasificare poate fi regasită în publicațiile mai vechi, efectele cuantice fiind acum luate în

considerare și în cazul domeniilor pur clasice.

Cercetarea în fizică este împărțită în două mari ramuri: fizica experimentală și fizica teoretică . Cea experimentală pune accentul asupra

studiului empiric și asupra elaborării și testării teoriilor conform experimentelor practice. Fizica teoretică este mai mult legată

de matematică și presupune utilizarea implicațiilor matematice ale teoriilor fizice chiar și atunci când experimentele ce ar putea verifica aceste teorii nu

sunt posibile.Citate

"Vreau să știu gândurile lui Dumnezeu; restul sunt detalii." Albert Einstein

"Dumnezeu nu joaca zaruri." Albert Einstein

„Cine suntem noi /(cum putem noi) să-i spunem Bunului Dumnezeu ce să facă ?!" q:Niels Bohr -răspuns la citatul

lui Einstein

MecanicăMecanica este o ramură a fizicii care studiază modul în care se schimbă poziția corpurilor , schimbare numită mișcare

mecanică . Fondată de către fizicianul Isaac Newton în celebra sa lucrarePhilosophiae Naturalis Principia

Mathematica , mecanica clasică studiază legile mișcării mecanice a corpurilor macroscopice care se deplasează cu viteze

mici în comparație cu viteza luminii .Ulterior, fizicianul Albert Einstein a generalizat mecanica clasică prin crearea mecanicii

relativiste capabile să descrie și mișcările corpurilor la viteze mari. În fine, pentru studiul mișcării corpurilor microscopice, a

fost creată mecanica cuantică .

Subramurile mecanicii sunt statica, cinematica și dinamica. Statica studiază condițiile în care se realizează echilibrul

corpurilor sub acțiunea forțelor și a cuplurilor , cinematica descrie mișcarea mecanică neglijând cauzele acestei mișcări,

iar dinamica reușește să stabilească legile mișcării mecanice ținând seama de toate cauzele care pot modifica poziția

corpurilor.

Istoria fizicii

Antichitate

Arhimede · Aristotel · Democrit · Heron din Alexandria ·Ptolemeu · Thales

Epoca Medievală

Nicole Oresme

Renaștere

Jérôme Cardan · Cornelis Drebbel · Galileo Galilei · Johannes Kepler ·Guidobaldo del Monte · Giambattista della

Porta · Simon Stevin · Vitellion

sec XVII

Robert Boyle · René Descartes · Francesco Grimaldi · Otto von Guericke ·Robert Hooke · Christiaan

Huygens · Edme Mariotte · Isaac Newton ·Ignace-Gaston Pardies · Blaise Pascal · Jacques Rohault · Joseph

Sauveur · Evangelista Torricelli

sec XVIII si XIX

André-Marie Ampère · Henri Becquerel · Benoît Clapeyron · Augustin Coulomb · John Theophilus

Desaguliers · Christian Doppler · Michael Faraday · Charles François de Cisternay du Fay · Hippolyte Fizeau · Léon

Foucault · Benjamin Franklin · Carl Gauss · Willem Jacob 's Gravesande ·Hermann Helmholtz · Heinrich

Hertz · James Joule · Pierre-Simon Laplace · Martin van Marum · James Maxwell · Pieter van

Musschenbroek· Georg Ohm · René-Antoine Ferchault de Réaumur · Nicolas Léonard Sadi Carnot · Alessandro

Volta

sec XX

Wilhelm Conrad Röntgen (1900) Max Planck . Felix Bloch · Niels Bohr ·Max von Laue Max Born · Louis de

Broglie · Marie Curie · Enrico Fermi ·Albert Einstein · Richard Feynman · Pierre-Gilles de Gennes · Werner

Heisenberg · Charles Kittel · Lev Landau · Max von Laue · Hendrik Lorentz· Albert Michelson · Louis Néel · Robert

Oppenheimer · Wolfgang Pauli ·Henri Poincaré · Ernest Rutherford Pyotr Kapitsa · Erwin Schrödinger ·Joseph

Thomson · Pieter Zeeman ; John von Neumann ; Eugene Wigner Alexandru Proca  ; Ștefan Procopiu ; Henri

Coandă ; Theodor V. Ionescu ;Louis Neel Philip Warren Anderson Sir William Lawrence Bragg Sir John Turton

Randall,FRSE ; Maurice Wilkins -CBE,FRS] Rosalind Franklin ; Sir Nevill Francis Mott Francis Crick Ionel

Solomon ; Herbert S. Gutowsky ; Murray Gell-Mann Philip Warren Anderson Stephen Weinberg Paul

Lauterbur Stephen Hawking

sec XXI

Epistemologie

Aristotel · Auguste Comte · Gaston Bachelard · Martin Heidegger ·Thomas Kuhn · Karl Popper

Galileo Galilei

Galileo Galilei (n. 15 februarie 1564 [4] – d. 8 ianuarie 1642) [1] [5] a fost un fizician, matematician, astronom și filosof italian care a jucat un rol important în Revoluția Științifică . Printre realizările sale se numără îmbunătățirea telescoapelor și observațiile astronomice realizate astfel, precum și suportul pentru copernicanism . Galileo a fost numit „părintele astronomiei observaționale moderne”, [6] „părintele fizicii moderne”, [7] „părinteleștiinței ”, [7] și „părintele științei moderne”. [8] Stephen Hawking a spus că „Galileo, poate mai mult decât orice altă persoană, a fost responsabil pentru nașterea științei moderne.” [9]

Mișcarea obiectelor uniform accelerate, predată în aproape toate cursurile de fizică la nivel de liceu și început de facultate, a fost studiată de Galileo ca subiect al cinematicii . Contribuțiile sale la astronomia observațională includ confirmarea prin telescop a fazelor planetei Venus , descoperirea celor mai mari patru sateliți ai lui Jupiter (denumite în cinstea sa lunile galileene ), și observarea și analiza petelor solare . Galileo a lucrat și în știința aplicată și în tehnologie, îmbunătățind tehnica de construcție a busolelor .

Susținerea de către Galileo a copernicanismului a dus la controverse în epocă, o mare majoritate a filosofilor și astronomilor încă susținând (cel puțin declarativ) viziunea geocentrică cum ca Pământul ar fi centrul universului. După 1610, când a început să susțină public heliocentrismul , a întâmpinat o puternică opoziție din partea a numeroși filosofi și clerici, doi dintre aceștia din urmă denunțându-l inchiziției romane la începutul lui 1615. Deși la acea vreme a fost achitat de orice acuzație, Biserica catolică a condamnat heliocentrismul ca fiind „fals și contrar Scripturii” în februarie 1616, [10] iar Galileo a fost avertizat să abandoneze susținerea sa—ceea ce a

promis să facă. După ce, mai târziu, și-a apărat din nou părerile în celebra sa lucrare, Dialog despre cele două sisteme principale ale lumii , publicată în 1632, a fost judecat de Inchiziție, găsit „vehement suspect de erezie”, forțat să retracteze și și-a petrecut restul vieții în arest la domiciliu.

Fizică

Lucrările teoretice și experimentale ale lui Galileo în ce privește mișcarea corpurilor, împreună cu lucrările în mare parte independente ale lui Kepler și René Descartes , au fost precursoarele mecanicii clasice dezoltată de Sir Isaac Newton .

O biografie scrisă de elevul lui Galileo Vincenzo Viviani afirma că Galileo a dat drumul la bile din același material, dar de mase diferite din Turnul Înclinat de la Pisa pentru a demonstra că durata căderii este independentă de masa acestora. [83] Aceasta contrazicea învățăturile lui Aristotel: că obiectele mai grele cad mai repede decât cele ușoare, direct proporțional cu greutatea lor. [84] Deși această poveste a circulat mult pe cale orală, Galileo însuși nu a înregistrat un astfel de experiment, iar istoricii acceptă în general că era doar un experiment imaginar care de fapt nu a avut loc. [85]

În Discorsi din 1638, personajul Salviati, considerat a fi purtătorul de cuvânt al lui Galileo, susținea că toate greutățile inegale vor cădea în vid cu aceeași viteză finită. Aceasta fusese propusă întâi de Lucretius [86] și Simon Stevin . [87] Salviati susținea și că se poate

demonstra experimental prin comparația mișcării pendulelor în aer cu greutăți de plumb și plută de greutate diferită dar altfel similare.

Galileo a propus că un corp în cădere va cădea uniform accelerat, atâta vreme cât rezistența mediului prin care cade rămâne neglijabilă, sau în cazul limită al căderii sale prin vid. [88] El a și calculat legea cinematică corectă pentru distanța parcursă în timpul unei accelerări uniforme începând din repaus—și anume, că este proporțională cu pătratul duratei de timp ( d ∝ t 2 ). [89] În niciunul din cazuri, însă, descoperirile nu erau întru totul originale.

Legea pătratului timpului pentru variațiile uniform accelerate erau cunoscute deja lui Nicole Oresme în secolul al XIV-lea, [90] și lui Domingo de Soto , în al XVI-lea, a sugerat că corpurile care cad printr-un mediu omogen vor fi uniform accelerate. [91] Galileo a exprimat legea pătratului timpului folosind construcții geometrice și cuvinte cu sens matematic exact, conform standardelor vremii sale. (A rămas în sarcina altora să reexprime legea în termeni algebrici).

El a concluzionat și că obiectele își păstrează viteza dacă nu acționează nicio forță —adesea frecarea —asupra lor, contrazicând ipoteza aristoteliană general acceptată că obiectsle încetinesc pe cale „naturală” și se opresc dacă nu acționează nicio forță asupra lor (idei filosofice legate de inerție fuseseră propuse și de Ibn al-Haytham cu câteva secole în urmă, ca și de Jean Buridan , și, după cum notează Joseph Needham , Mo Tzu făcuse o asemenea propunere cu mai multe secole înaintea celorlalți, dar aceasta a fost prima oară când a fost exprimată matematic, verificată experimental și introdusă ideea de forță de frecare , o descoperire-cheie pentru validarea inerției). Principiul de Inerție al lui Galileo spunea: „Un corp care se mișcă pe o suprafață netedă va continua în aceeași direcție cu viteză constantă dacă nu este perturbat.” Acest principiu a fost incorporat în legile lui Newton (prima lege).

Galileo a susținut (incorect) și că mișcările unui pendul au întotdeauna aceeași durată, independent de amplitudine . Adică, un pendul simplu este izocron . Legendele spun că el a ajuns la aceasta concluzie privind mișcările candelabrului de bronz din catedrala din Pisa, folosind pulsul său pentru ao cronometra. Totuși, se pare că nu a făcut niciun experiment deoarece aceasta este adevărată doar pentru pendulări infinitezimale, așa cum a descoperit Christian Huygens . Fiul lui Galileo, Vincenzo, a schițat un ceas bazat pe teoriile tatălui său în 1642. Ceasul nu a fost cibstruit și, din cazua pendulărilor mari cerute de construcția sa, n-ar fi fost un ceas bun.

În 1638 Galileo a descris o metodă experimentală de măsurare a vitezei luminii aranjând ca doi observatori, fiecare având felinare cu obloane, să se urmărească unul pe celălalt de la o anumită distanță. Primul observator deschide obloanele felinarului său și al doilea, la vederea luminii, deschide imediat obloanele felinarului său. Timpul dintre deschiderea obloanelor primului felinar și observarea luminii celui de-al doilea indică timpul parcurs de lumină dus-întors între cei doi observatori. Galileo a arătat că atunci când a încercat aceasta pe distanțe mai mici de o milă, nu a reușit să determine dacă lumina apare instantaneu. [92] Între moartea lui Galileo și anul 1667, membrii Accademia del Cimento din Florența au repeatat experimentul pe o distanță de aproximativ o milă și au obținut un rezultat la fel de neconcludent. [93]

Galileo este și unul dintre primii care au înțeles noțiunea de frecvență a sunetului. Zgâriind o daltă cu diverse viteze, el a făcut legătura între înălțimea sunetului produs și distanța între șanțurile de pe daltă, măsură a lungimii de undă și deci a frecvenței.

În 1632, în Dialog Galileo a prezentat o teorie fizică ce și-a propus să explice mareele , pe baza mișcării Pământului. Dacă ar fi fost corectă, această teorie ar fi fost un argument puternic pentru realitatea mișcării Pământului. De fapt, titlul original al cărții o descria ca un dialog despre maree; referirile la maree au fost eliminate prin ordinul Inchiziției. Teoria sa a dat primele informații despre importanța formei fundului oceanic pentru dimensiunea și temporizarea mareelor; el a observat corect, de exemplu, mareele neglijabile din mijlocul coastei Mării Adriatice prin comparație cu cele de la capete. Ca explicație privind cauza mareelor, însă, teoria sa era departe de realitate. Kepler și alții au asociat în mod corect Luna cu o influență asupra mareelor, pe baza datelor empirice; o teorie fizică completă a mareelor a fost disponibilă, însă, doar după Newton.

Galileo a avansat principiul de bază al relativității , acela că legile fizicii sunt aceleași în orice sistem în mișcare rectilinie uniformă, indiferent de viteza sau direcția sa. Deci, nu există mișcare absolută și nici repaus absolut. Acest principiu a furnizat contextul de bază al legilor mișcării ale lui Newton și joacă un rol central în teoria relativității restrânse a lui Einstein .

Isaac Newton

Isaac Newton (n. 4 ianuarie 1643 , Woolsthrope , Grantham , d. 31 martie 1727 , Kensington , Londra ) a fost un renumit om de știință englez,alchimist , teolog , mistic , matematician, fizician și astronom, președinte al Royal Society . Isaac Newton este savantul aflat la originea teoriilor științifice care vor revoluționa știința, în domeniul opticii , matematicii și în special al mecanicii . În 1687 a publicat lucrarea Philosophiae Naturalis Principia Mathematica , în care a descris Legea atracției universale și, prin studierea legilor mișcării corpurilor, a creat bazele mecanicii clasice .A contribuit, împreună cu Gottfried Wilhelm von Leibniz , la fondarea și dezvoltarea calculului diferențial și a celui integral . Newton a fost primul care a demonstrat că legile naturii guvernează atât mișcarea globului terestru, cât și a altor corpuri cerești, intuind că orbitele pot fi nu numai eliptice, dar și hiperbolice sau parabolice. Tot el a arătat că lumina albă este o lumină compusă din radiații monocromatice de diferite culori.

Newton a fost un fizician, înainte de toate. Laboratorul său uriaș a fost domeniul astronomiei, iar instrumentele sale geniale au fost metodele matematice, unele dintre ele inventate de el însuși. Newton nu sa lăsat antrenat de latura pur astronomică și matematică a activității sale, ci a rămas de preferință fizician. În aceasta constă neobișnuita tenacitate și economia gândirii sale. Până la Newton și după el, până în timpurile noastre, omenirea na cunoscut o manifestare a geniului științific, de o forță și o durată mai mare.

Newton a fost primul care și-a dat seama de aceasta. Spencer ne comunică următoarele cuvinte ale lui Newton, rostite cu puțin timp înaintea morții sale: "Nu știu cum arăt eu în fața lumii, dar mie mi se pare că sunt un băiat care se joacă pe malul mării și se distrează căutând din timp în timp pietricele mai colorate decât de obicei, sau o scoică roșie, în timp ce marele ocean al adevărului se întinde necunoscut în fața mea."

Lucrări în domeniul opticiiÎntre 1670 și 1672 Newton sa ocupat mai mult cu problemele de optică. Primul său articol științific a fost publicat despre acest domeniu în 1672 în Proceedings of the Royal Society . În acest timp a studiat refracția luminii , demonstrând că o prismă de sticlă poate descompune lumina albă într-un spectru de culori și că adăugarea unei lentile și a unei alte prisme poate recompune lumina albă. Pe baza acestei descoperiri a construit un telescop cu reflexie , care a fost prezentat în 1671 la Royal Society . Newton a probat că lumina este alcătuită din particule. Cercetările ulterioare au demonstrat natura ondulatorie a luminii, pentru ca, mai târziu, în mecanica cuantică să se vorbească despre dualismul corpuscul-undă .

De asemenea, modelul de telescop folosit azi este cel introdus de către Newton.

Teoria gravitațieiÎn 1679 Newton reia studiile sale asupra gravitației și efectelor ei asupra orbitelor planetelor, referitoare la legile lui Kepler cu privire la mișcarea corpurilor cerești, și publică rezultatele în lucrarea De Motu Corporum ("Asupra mișcării corpurilor", 1684 ).

În lucrarea Philosophiae naturalis principia mathematica ("Principiile matematice ale filozofiei naturale", 1687 ), Newton stabilește cele trei legi universale ale mișcării ( Legile lui Newton ), referitoare la inerția de repaus și mișcare și la principiul acțiune-reacțiune. Folosește pentru prima dată termenul latin gravitas (greutate), pentru determinarea analitică a forțelor de atracție, și definește Legea atracției universale .

În fizică:

Unitatea de măsură a forței în Sistemul Internațional : un Newton , cu simbolul N , reprezintă forța care aplicată unui corp

cu masa de 1 kg îi imprimă o accelerație de 1 m/s 2 .

Unitatea de măsură a momentului forței : un newton-metru , cu simbolul Nm , reprezintă forța de 1 newton aplicată unui suport

perpendicular pe o axă și aflat la o distanță de 1 metru de acea axă.

Tubul lui Newton  , folosit pentru demonstrarea că în vid obiectele de masă diferită cad cu aceeași viteză.

Legile lui Newton  referitoare la mișcarea mecanică.

Robert Hooke

Robert Hooke

Robert Hooke (n. 18 iulie 1635 — d. 3 martie 1703 ) a fost un savant englez , care a excelat ca astronom și

fizician, fiind cel mai bine cunoscut pentru formularea legii de proporționalitate între deformațiile elastice ale

unui corp și tensiunile la care este supus, cunoscută ca „ Legea lui Hooke ”.

Date biografice

Robert Hooke sa născut la Freshwater , pe insula Whight , Anglia și a studiat la Universitatea Oxford , unde a fost asistentul fizicianului

englez Robert Boyle .

Din anul 1662 a fost numit supraveghetor al experimentelor Societății Regale, al cărei membru a fost ales în 1663 . Doi ani mai târziu, în 1665 , a

fost numit profesor de geometrie al Universității Oxford.

A fost primul care a folosit balanța cu arc pentru reglarea ceasurilor și observând similaritățile dintre mișcarea unei sfori vibrând și balansarea

unei pendule, a inventat pendula cu arc, ceea ce a condus la o mai mare precizie a ceasurilor. Intuiește și formulează într-o comunicare la Royal

Society din Londra primele idei privind telegrafia vizuală.

Din anul 1666 a fost numit inspector al Londrei și a făcut design-ul mai multor clădiri, inclusiv al Casei Montague și al Spitalului Bethlehem.

Hooke a anticipat unele din cele mai importante descoperiri și invenții ale acelor timpuri. A inventat și perfecționat mai multe instrumente de

observare și măsurare (telescoape, termometre, microscoape). Cu telescopul Gregorian, Hooke a observat pentru prima oara celulele vegetale.

A formulat teoria cu privire la mișcarea planetelor ca o problemă din mecanică și independent de fizicianul britanic Newton a emis ipoteza

gravitației.

Cu toate ca a avut mai multe invenții și descoperiri, Hooke va rămane cel mai bine cunoscut pentru descoperirea și

formularea matematică a legii elasticității.

Astronomie

A descoperit:

rotația planetei Jupiter

forma eliptică a orbitei descrise de centrul de gravitație al Sistemului Pământ - Lună .

Biologia microscopică

Robert Hooke a stabilit structura celulară a țesuturilor și a introdus, în 1665 , în lucrarea sa, Micrographia , noțiunea de celulă.

Lucrări

Micrographia ( 1665 )

Lectiones Cutlerianae ( 1669 )

An attempt to prove the motion of the earth from observations made , Londra ( 1674 )

René DescartesRené Descartes ( 31 martie 1596 – 11 februarie 1650 ), cunoscut de asemenea cu numele latin Cartesius , a fost un filozof și matematician francez  .

Sa născut în localitatea La Haye en Touraine în 1596 , fiind al treilea copil al cuplului Joachim și Jeanne Descartes, o familie de mici nobili din regiunea Touraine, Franța . La numai un an de la nașterea lui René, mama sa se stinge din viață ; Descartes va fi crescut de o doică și se pare că a fost contaminat de boala de plămâni care a cauzat moartea acestuia. În 1604 , la vârsta de 8 ani, este încredințat noului așezământ al iezuiților din La Fleche, bastion al gândirii aristotelice. Aici studiază latina și greaca , precum și matematica , fizica , logica , morala și metafizica . Îl cunoaște pe polimatul Marin Mersenne, cu care va purta o vastă și variată corespondență și va întreține o relație îndelungată de prietenie intelectuală. Între1614 și 1617 își ia bacalaureatul și licența în drept la Universitatea din Poitiers.

În 1618 Descartes se înrolează într-una din armatele "la modă" de pe atunci, cea a prințului de Orania, fără vreun imbold deosebit pentru viața militară. Încartiruit în Olanda , la Breda, Descartes se va întâlni pe 10 noiembrie 1618 cu un om care-i va marca destinul: Isaac Beeckman , matematician și fizician care-i stimulează lui Descartes gustul invenției șiințifice. Tot în 1618 , Descartes scrie un mic tratat de muzică (Compendium Musicae ), dedicat lui Beeckman, și se ocupă intens de matematică.

În aprilie 1619 pleacă din Olanda spre Danemarca și Germania . Asistă la încoronarea ( 28 iulie ) împăratului Ferdinand al II-lea, la Frankfurt .Petrece iarna la Neuburg, pe Dunăre , angajat în armata catolică a ducelui de Bavaria în decursul " războiului de 30 de ani " ( 1618 - 1648 ). În noaptea de 10 - 11 noiembrie are un faimos «vis» ce îi relevă "fundamentele unei științe admirabile", ideile directoare ale metodei sale de mai târziu.

Între 1621 și 1622 –sejur în Franța la La Haye. Își vinde averea, pentru a-și asigura liniștea și "independența materială". Între 1623 - 1625 scurt sejur la Paris . Călătorește în Elveția , Tirol și Italia . În1628 compune, în latină Regulile pentru îndrumarea minții , lucrare neterminată și rămasă inedită până în1701 .

În toamna lui 1628 se stabilește în Olanda , unde rămâne 20 de ani. Sunt anii în care publică cele mai importante opere ale sale: Discursul , Meditațiile , Principiile , Pasiunile . În noiembrie 1633 află de condamnarea lui Galilei și renunță la publicarea tratatului său "Lumea", care se sprijinea pe sistemul copernican. În 1635 se naște fiica sa, Francine, concepută cu o servitoare. În iunie 1637 apare la Leyda, fără semnatură, Le Discours de la méthode , în franceză, urmat de eseurile Dioptrica , Meteorii șiGeometria . Urmează reacții vii la aceste tratate, mai ales din partea lui Roberval și Fermat, la care se adaugă tatăl lui Pascal . Tot în această perioadă se va declanșa și conflictul dintre Descartes și Fermat.

În 1640 , în septembrie moare fiica sa Francine iar în octombrie moare tatăl său. Descartes e foarte afectat. În 1641 publică, la Paris , în latină, Meditationes metaphysicae , (Meditații metafizice), opera sa capitală; traducerea franceză apare în 1647 , la Paris, revăzută de Descartes însuși. Descartes trimite tratatul, înainte de publicare, prin intermeiul lui Mersenne, unor intelectuali de seamă (printre care Pierre Gassendi și Thomas Hobbes) și unor iezuiți (printre care tânărul teolog Antoine Arnauld) pentru ca aceștia să-și exprime obiecțiile la pozițiile sale metafizice. Așa iau naștere 'Obiecțiile și răspunsurile', care vor fi publicate odată cu tratatul și fac corp comun cu acesta, având un important rol explicativ. Între1642 - 1644 are loc prima confruntare majoră a cartezianismului cu filosofia vremii printr-o îndelungată polemică la Universitatea din Utrecht, cu Voetius, profesor de teologie și rector al universității, care îl acuză pe Descartes de calomnie și de ateism. Polemica a dus la condamnarea "filosofiei noi" în Olanda și a continuat la Leiden până după moartea lui Descartes, implicând tot mai multe personaje.

În 1644 Principia philosophiae (Principiile filosofiei), scrise cu intenția de a înlocui manualele aristotelice, contribuie la sporirea renumelui lui Descartes și la diseminarea filosofiei carteziene. Între 1645 - 1646 , la solicitarea prințesei palatine Elisabeta de Boemia , scrie Les Passions de l'âme(Pasiunile sufletului), publicată abia în 1649 . Descartes întreține o semnificativă corespondență cu prințesa Elisabeta de Boemia. Descartes acceptă în 1649invitația din partea reginei Cristina a Suediei pentru a se deplasa în îndepărtatul și frigurosul ținut nordic. Se stinge din viață pe 11 februarie 1650 în urma pneumoniei contractate în timpul deplasărilor de la reședința sa la palatul regal pentru a preda filosofia , la orele cinci ale dimineții – singurul moment al zilei în care regina considera că avea "mintea limpede". Rămășițele pământești sunt transportate, în 1667 , în Franța la Saint-Etienne-du-Mont. Abia în 1792 au fost transferate la Jardin Elysee. Cartezianismul rămâne unul din curentele de gândire

dominante pe toată cea de-a doua jumătate a secolului al XVII-lea, fiind continuat, pe plan metafizic, de Spinoza și Leibniz.

James Prescott Joule

James Prescott Joule

James Prescott Joule ( pronunțat în engleză /d[ ʒeɪmz ˈprɛskət d[ ʒuːl/ [1] ; n. 24 decembrie 1818 , d. 11 octombrie 1889 ) a fost un fizician englez autodidact și un fabricant de bere. A devenit celebru datorită unei experiențe faimoase menită a determina echivalentului mecanic al caloriei , efectuată în anul 1842 . Prin această experiență, Joule a verificat principiul conservării și transformării energiei .

A enunțat în 1841 legea transformării energiei în conductoare , conform căreia energia disipată sub formă de căldură la trecerea curentului electric printr-un conductor este proporțională cu rezistența conductorului, cu pătratul intensității curentului și cu timpul , E =RI 2 t. Această echivalare este cunoscută ca legea lui Joule.

Este descoperitorul efectului magnetostrictiv , pe care la explicat în anul 1847 .

James Prescott Joule a adus o contribuție importantă și în fizica moleculară , stabilind că energia internă a unui gaz depinde de temperatură și a calculat viteza moleculelor unui gaz , pentru prima dată în fizică.

Împreună cu William Thomson , în 1852 , a observat că micșorarea temperaturii unui gaz ce se destinde fără a efectua un lucru mecanic , numit efect Joule - Thomson .

Datorită importantului său rol din fizică, unitatea de măsură a energiei a fost numită în onoarea sa joule .

James WattJames Watt (n. 19 ianuarie 1736 - d. 19 / 25 august 1819 ) a fost un matematician , inventator și inginer scoțian , care a activat într-o perioadă de efervescență a revoluției industriale , ca fiind cel care a adus importante îmbunătățiri funcționării mașinii cu abur a lui Thomas Newcomen , prin inventarea camerei de condensare a aburului separată , respectiv re-proiectarea și adaptarea regulatorului centrifugal la mașinile sale cu abur.James Watt este, de asemenea, și inventatorul și deținătorul de patent al locomotivei cu abur .

Biografie

Sa născut în localitatea Greenock din Scoția. Studiile și le-a terminat la Londra , Anglia , începând și activitatea de fabricant de instrumente matematice (1754). A revinit pe plaiurile natale, în Glasgow, Scoția. A fost fabricantul de instrumente matematice folosite de Universitatea din Glasgow . Aici i sa oferit să repare o „mașină cu abur”, de unde ia încolțit ideea ameliorării acesteia; astfel au apărut „camera separată de condensare a aburului” (1769) și "regulatorul de turație al mașinii cu abur" (1788).

Ulterior se mută în Anglia la Birmingham . Aici se înscrie într-un club, Lunar Society (traducere aproximativă „Societatea fanteziștilor”), care - în ciuda numelui înșelător - era de fapt un club științific format din inventatori. Multe din originalele lucrărilor sale se găsesc la Birmingham Cultural Library.

James Watt, împreună cu un industriaș britanic, Matthew Boulton, reușesc să creeze o intreprindere de fabricare a ceea ce se numea „mașina cu abur a lui Watt, îmbunătățită” (1774). Tot aici va realiza, împreună cu un alt inventator scoțian William Murdoch , un angrenaj de „convertire a mișcării verticale în mișcare de rotație” (1781). Ulterior, a mai realizat o mașină cu „dublă acțiune” (1782).

Cea mai mare realizare a sa este considerată a fi brevetarea în anul 1784 a locomotivei cu abur .

Watt este cel care a introdus unității de măsură denumită cal-putere , pentru a putea compara puterilor diferitelor mașini cu abur ale timpului și care era, atunci, echivalentul ridicării a 550 livre într-o secundă, sau echivalentul a 745,7 watt , unitatea de măsură a puterii din Sistemul Internațional .

De numele său este legată, de asemenea, denumirea watt -ului ca unitate de măsură a puterii electrice.

CinematicăCinematica (în lb. greacă κινεῖν , kinein , a se mișca) este o ramură a mecanicii clasice ce se ocupă cu studiul mișcării

obiectelor fără a lua în considerație cauza ce duce la această mișcare.

Cinematica nu trebuie confundată cu altă ramură a mecanicii clasice, dinamica (care studiază relația între mișcarea obiectelor și

cauza care o determină.

Mișcarea liniară

Poziție, deplasare, și distanță

Poziția unui punct în spațiu este locația sa relativă față de o origine .

Cinematica punctului material

Punctul material

Prin punctul material se înțelege un corp ale cărui dimensiuni pot fi neglijate în descrierea mișcării sale. Posibilitatea acestei neglijări

depinde de condițiile concrete ale diferitor probleme studiate.Astfel, planetele pot fi considerate puncte materiale când se studiază

mișcarea lor în jurul Soarelui , dar nu și când se studiază mișcarea lor în jurul axei proprii.

Vectorul de poziție

Poziția unui punct material este determinată de vectorul de poziție r , ce unește originea sistemului de coordonate cu punctul

material considerat și ale cărui componente coincid cu coordonatele carteziene x, y, z (:   ) ale acestui

punct: r = x i + y j + z k. Mărimea acestui vector este :   .

Mișcarea și repausul

Viteza punctului material

Viteza unui punct material este un vector definit prin relația: v =d r /d t . Vectorul v este orientat după tangență la traiectoria punctului

material.

Accelerația

Accelerația unui punct material este dată de expresia a = d v /d t = d 2 r /d t 2 . Vectorul accelerație nu este tangent la traiectorie

(exceptând cazul mișcării rectilinii).

Deplasarea

Deplasarea reprezintă un vector care descrie schimbarea poziției unui punct material în decursul unei perioade de timp. Din punct

de vedere geometric, deplasarea reprezintă cea mai scurtă distanță dintre două puncte, fiind independentă de cadrul

referențial. Dacă punctul A are vectorul de poziție r A = ( x A , y A , z A ) și punctul B are vectorul de poziție r B = ( x B , y B , z B ), atunci

deplasarea rAB de la A la B este dată de expresia

Distanța

Distanța este o mărime scalară, care descrie lungimea drumului parcurs de un punct material între două repere. Dacă poziția

punctului este cunoscută în funcție de timp ( r = r ( t ) ), distanța sparcursă de la timpul t 1 la timpul t 2 este

Miscarea Rectilinie Uniforma

Se numeste miscare rectilinie uniforma, miscarea punctului material pe o traiectorie rectilinie cu viteza constanta. 

Un punct material in miscare rectilinie uniforma alegem axa Ox a sistemului de coordonate de-a lungul traiectoriei. In acest caz, vectorii de pozitie ai punctului material si viteza acestuia au componente nenule pe axa ox. Astfel din relatia de definitie a vitezei medii este: 

vx = ∆x/∆t = x(t0)/t-t0 

unde : - x(t) este coordonata mediului la momentul ts[x]SI = m; - x(t0) este coordonata mediului la momentul initial t0; - vx este proiectia pe axa Ox a vitezei mobilului [vx]SI = m/s deoarecee este constanta, viteza momentana coincide cu cea medie. 

Din expresia vitezei obtinem pentru deplasarea x(t) – x(t0) relatia: 

x(t) – x(t0) = vx ∙ (t-t0) 

Atunci legea de miscare a miscari rectilinii uniforma este: x(t) = x0 + vx ∙ (t-t0) unde: - x0 = x(t0) este coordonata punctului material la momentul initial t0; - vx este proiectia vitezei v pe axa Ox[v]SI = m/s; ea este pozitiva sau negativa (deci se ia cu semnul +, respectiv -) dupa cum sensul lui v coincide sau nu cu sensul axei Ox. 

Miscarea Rectilinie Uniform Variata 

Se numest miscare rectilinie uniform variata este miscare punctului material pe o traiectorie rectilinie cu acceleratie constanta. 

Un punct material in miscare rectilinie unniform variata. Alegem axa Ox a sistemului de coordonate de-a lungul traiectoriei. In acest caz vectorul de pozitie al punctului material, viteza sa si acceleratia au proiectii nenule numai pe axa Ox. Atunci, din relatia de definitie a acceleratiei medii se obtine: 

ax = vx(t) – vx(t0)/t-t0 unde: - vx(t) este proiectia pe axa Ox a vitezei punctului material la momentul ts[vx]SI = m/s; - vx(t0) este proiectia pe axa Ox a vitezei punctului material la momentul initial t0; - ax este proiectia pe axa ox a acceleratiei punctului material [ax]SI = m/s2; 

Din expresia acceleratiei obtinem: 

vx(t) – vx(t0) = ax ∙ (t-t0) 

de unde gasim legea vitezei in miscare rectilinie uniform accelerata: vx(t) = vax + ax ∙ (t-t0) 

unde: - vax = vx(t0) este proiectia pe axa Ox a vitezei initiale v0 a punctului material; ea este pozitiva sau negativa (deci vax = +v0 respectiv, vax = -v0) dupa cum sensul lui v0 coincide sau nu cu sensul axei Ox; 

Miscare circulara uniformaIn miscarea circulara traiectoria este un cerc.Definitie Miscarea circulara uniforma este miscarea unui mobil care descrie o traiectorie sub forma de cerc si care isi pastreaza constanta valoarea vitezei.

Miscarea circulara uniforma este periodica, adica se repeta dupa un interval de timp.T = perioada miscarii uniforme este intervalul in care mobilul parcurge complet un cerc.N = numarul de cercuri complete descrise de mobil in intervalul de timp corespunzatorT=t/NFrecventa de rotatie reprezinta numarul de rotatii complete efectuate de mobil in unitatea de timp.

Frecventa de rotatie se masoara in hertz.

Legea de miscare

Viteza unghiulara este marimea fizica numeric egala cu unghiul la centru descris de raza vectoare in intervalul de timp corespunzator.

Viteza unghiulara se masoara in radiani pe secunda.

Unghiul de un radian este unghiul la centru caruia i sa subintinde un arc de cerc de lungime egala cu raza cercului.Relatii de legatura:

a) 

b) Acceleratia se numeste normala deoarece este perpendiculara tot timpul pe viteza si se numeste centripeta deoarece este orientata spre centrul cercului.

DinamicaMasa

Proprietatea corpului de a-si pastra starea de repaus sau de miscare rectilinie uniforma candasupra lui nu actioneaza alte corpuri se numeste inertie. Masura inertiei este masa corpului.Masa este si cantitatea de substanta care se contine in corp. In sistemul de masuri SI masa semasoara in kilograme (kg).

Forta

Un corp material izolat se afla in repaus sau se misca rectiliniu uniform. Aceasta stare acorpului poate fi schimbata prin actiune din exterior. La studierea miscarii corpurilor de multeori este important rezultatul actiunii si nu natura ei. Se spune ca asupra corpului actioneaza oforta. Forta este un vector. Daca asupra corpului actioneaza mai multe forte, atunci rezultatulactiunii este determinat de suma geometrica a tuturor fortelor:F = F1+ F2+ · · · + Fn si poarta denumirea de principiul suprapunerii fortelor.

Principiile fundamentale ale dinamicii

Acestea au fost formulate de Newton.• Corpul isi pastreaza starea de repaus sau de miscare rectilinie uniforma daca asupra luinu actioneaza alte corpuri sau actiunea lor se compenseaza (legea inertiei).• Daca asupra unui corp actioneaza o forta, acceleratia corpului este proportionala cu fortaexecutata sau:F = ma.• Daca doua corpuri interactioneaza, atunci fortele de interactiune sunt egale ca modul,opuse ca sens si orientate pe aceeasi dreapta- la actiune este si reactiune:F12= −F21.

Principiul relativitatii Galilei

Miscarea rectilinie si uniforma a sistemelor de referinta inertiale nu influenteaza desfasurareaproceselor mecanice in raport cu aceste sisteme. Sau toate procesele mecanice se desfasoara lafel in toate sistemele de referinta inertiale.Daca un sistem mobil se deplaseaza de-a lungul axei x cu viteza v , atunci au loctransformarile Galilei:x = x + vt ; y = y ; z = z ; t = t ,unde v este proiectia vitezei v pe axa x .

Legea atractiei universale

Forta de interactiune dintre doua puncte materiale este proportionala produsului maselorcorpurilor si invers proportionala patratului distantei dintre ele:F12= Gm1m2r212,2 unde G = 6 , 67 · 10− 11Nm2kg2− constanta gravitationala .

Forta de greutateEste forta cu care actioneaza Pamantul asupra corpurilor din apropierea lui. Daca inaltimeacorpului h de la suprafata Pamantului este cu mult mai mica decat raza Pamantului, atunciF = mg,unde g – acceleratia caderii libere(g = 9 , 81ms2).

Sateliti artificialiDaca un corp este aruncat de la o anumita inaltime paralel suprafetei Pamantului cu oanumita viteza, el se poate misca pe circumferinta in jurul Pamantului sub actiunea fortei degreutate. Astfel corpul devine satelit artificial al Pamantului. Viteza cu care se misca un satelitartificial pe circumferinta in jurul Pamantului este numita Ia viteza cosmica:v1=√gR ≈ 7 , 9kms.Daca aparatului i se comunica viteza de 11kms, atunci el se indeparteaza de la Pamantmiscandu-se pe o parabola si reprezinta a 2-a vitaza cosmica.

Deformatii elastice. Legea lui Hooke

Daca asupra unui corp solid actioneaza forte astfel incat corpul sa ramina in stare de repaus,aceste forte produc deformatii ale corpului. Se deosebesc patru tipuri de deformatii: intindere-comprimare; flexiune-incovaiere; deplasare si torsiune. Deformandu-se, corpul tinde sa-si revinain starea initiala: apar forte de elasticitate.In cazul deformatiilor de intindere are loc legea lui Hooke:F = −kx,unde x – marimea deformatiei (alungirea), k – coeficientul de elasticitate sau rigiditateacorpului.Daca asupra corpului actioneaza numai forte de elasticitate, acestea provoaca miscarioscilatorii (bunaoara, un corp prins cu o spirala pe o masa orizontala in lipsa fortelor de frecare).GreutateaEste forta cu care actioneaza corpul asupra suportului sau suspensiei, fiind atras de Pamantsi se determina ca:P = m ( g − a ) ,unde a este acceleratia cu care se misca sistemul.Forta de frecare (de alunecare)Apare la deplasarea corpului pe suprafata altui corp si este conditionata de interactiuneadintre molecule. Forta de frecare este orientata in sens opus vitezei si modulul ei este propor-tional fortei de reactiune a reazemului:Ffr= µN, unde µ – coeficient de frecare.Fortele de frecare conduc la incetinirea miscarii si daca nu actioneaza alte forte, corpul pesteun anumit interval de timp se opreste.

Momentul forteiEste produsul dintre forta si bratul ei (distanta de la axa de rotatie pina la directia aplicariifortei):M = Fd. Un corp se afla in echilibru daca:• suma geometrica a tuturor fortelor este egala co zero:∑Fi= 0;• suma algebrica a momentelor fortelor in raport cu axa de rotatie este egala cu zero:∑Mi= 0 .Aici se are in vedere ca unele momente ale fortelor rotesc sistemul intr-un sens, altele, inalt sens. Unele sunt pozitive, altele – negative.

Legile lui Newton

Primele două legi ale lui Newton, în latină, în ediţia originală din 1687 a lucrării Principia

Mathematica .

Legile lui Newton sunt trei legi ale fizicii care dau o relație directă

între forțele care acționează asupra unui corp și mișcarea acelui corp. Ele au

fost enunțate de Sir Isaac Newton în lucrarea sa Philosophiae Naturalis

Principia Mathematica ( 1687 ). Aceste legi formează baza mecanicii clasice și

Newton însuși le-a folosit pentru a explica multe rezultate privind mișcarea

obiectelor fizice. În al treilea volum al textului, a arătat că aceste legi ale

mișcării, combinate cu legea atracției universale , explică legile lui

Kepler privind mișcarea planetelor.

Principiul I al mecanicii

Orice corp își menține starea de repaus sau de mișcare rectilinie uniformă atât

timp cât asupra sa nu acționează alte forțe sau suma forțelor care acționează

asupra sa este nulă.

Inerția

Principiul al II-lea al mecanicii

Newton introduce noțiunea de cantitate de mișcare, ceea ce astăzi se numește impuls . Aceasta este o mărime vectorială egală cu

produsul dintre masă și viteză .

Principiul al doilea al mecanicii introduce noțiunea de forță ca fiind derivata impulsului în raport cu timpul.   sau

folosind definiția impulsului   . În mecanica newtoniană, se consideră că masa este constantă (independentă

de viteză) cât timp se păstrează integritatea corpului, deci   . Adică   .

Principiul al III-lea al mecanicii

Când un corp acționează asupra altui corp cu o forță (numită forță de acțiune ), cel de-al doilea corp acționează și el asupra

primului cu o forță (numită forță de reacțiune ) de aceeași mărime și de aceeași direcție, dar de sens contrar. Acest principiu

este cunoscut și sub numele de Principiul acțiunii și reacțiunii .

Principiul suprapunerii forțelor

Dacă mai multe forțe acționează în același timp asupra unui corp, fiecare forță produce propria sa accelerație în mod

independent de prezența celorlalte forțe, accelerația rezultantă fiind suma vectorială a accelerațiilor individuale.

Lucru mecanic

Lucrul mecanic este o mărime fizică definită ca produsul dintre componenta forței care acționează asupra unui corp în direcția deplasării punctului ei de aplicație și mărimea acestei deplasări. [1] E o mărime ce caracterizează schimbarea stării dinamice a sistemului.

Definirea matematică generală

Lucrul mecanic al unei forțe necoliniare cu deplasarea.

Pentru o forță constantă   care își deplasează punctul de aplicație

după un segment de dreaptă   , lucrul mecanic efectuat L este egal

cuprodusul scalar :

unde α este unghiul dintre direcția forței și direcția de deplasare. Lucrul mecanic este pozitiv dacă punctul de aplicație se

deplasează în același sens cu forța (α<90°), negativ dacă punctul de aplicație se deplasează în sens invers forței (α>90°)

și nul dacă punctul de aplicație este fix sau se deplasează perpendicular pe direcția forței (α=90°).

În cazul general, lucrul mecanic este definit ca o integrală curbilinie : [5]

unde   este vectorul de poziție al punctului de aplicație al forței, iar P1 și P2 sunt pozițiile inițială și finală ale

deplasării.

Formulă dimensională și unități de măsură

Conform analizei dimensionale , formula dimensională pentru lucru mecanic se scrie sub forma:

Adică dimensiunea fizică a lucrului mecanic este masă ori lungime la pătrat ori timpul la puterea minus doi.

În Sistemul Internațional de Măsuri forța se măsoară în newtoni și lungimea în metri , rezultă că unitatea de măsură

pentru lucru mecanic este:

În SI, lucrul mecanic se măsoară deci în joule , notat prin litera J , care este egal cu newton ori metru. Lucrul mecanic

de un joule este efectuat de o forță de un newton, atunci când produce o deplasare de un metru a punctului său de

aplicație paralel și în același sens cu vectorul forță .

În sistemul de măsuri tolerat, cgs, unitatea de măsură este   , transformarea dintre

cele două unități este dată de relația:   sau reciproc:   .

Energia mecanicaEnergia mecanica este marimea fizica caracteristica oricarui corp ce are capacitatea de a efectua lucru mecanic.Energia mecanica este o marime de stare petru ca caracterizeaza starea in care se afla corpul.E = E c + E p ; unde E c este energia cinetica si E p este energia potentialaUnitatea de masura pentru energie in sistemul international este Joule-ul.Conservarea energiei mecanice are loc numai pentru corpurile aflate in campuri cosnervative de forte (gravitational, elastic).Conservarea energiei mecanice este valabila numai pentru corpurile izolate mecanic de exterior (care nu interactioneaza cu corpurile din jurul sau).

LegeEnergia mecanica a unui corp izolat de exterior si aflat in camp conservativ de forte se conserva, adica ramane constanta.E f = E i , unde E i este energia initiala si E f este energia finalaE = E c + Ep = c t

1. ENERGIA CINETICA

Energia cinetica a unui punct material de masa m, aflat in miscare de translatie fata de un sistem de referinta este marimea fizica scalara numeric egala cu semiprodusul masei si patratul vitezei sale fata de acel sistem de referinta.

Energia cinetica este energia acumulata de orice corp in miscare.

Energia cinetica depinde direct proportional de masa corpului si de viteza sa.Energia cinetica se poate defini in valoare absoluta.Energia cinetica a unui corp depinde de sistemul de referinta fata de care se studiaza miscarea corpului.

Teorema de variatie a energiei cineticeVariatia energiei cinetice a unui punct material de masa m, aflat in miscare de translatie fata de un sistem de referinta este egala cu lucrul mecanic al rezultantei fortelor ce actioneaza asupra corpului pe tot timpul variatiei.

2. ENERGIA POTENTIALA

Energia potentiala nu se poate defini in valoare absoluta.Se poate defini variatia energiei potentiale a unui corp aflat numai in camp de forte conservative (gravitational si elastic).Variatia energiei potentiale a unui corp aflat in camp conservativ de forte este egala si de semn contrar cu lucru mecanic efectuat de fortele coservative ale campului.

1. Energia potentiala gravitationala (E pg ) E pg = mgh

2. Energia potentiala elastica (E pe )

Oscilatorul mecanic

Oscilaţiile armonice sunt cheia înţelegerii tuturor oscilaţiilor. Francezul Jean Fourier a demonstrat, în 1810, că oricare oscilaţie (amortizată sau nu, periodică sau nu) poate fi descrisă ca o suprapunere de oscilaţii armonice de diferite frecvenţe şi amplitudini.

Poţi descrie complet o oscilaţie armonică prezentând cum se modifică elongaţia în timp. Aceasta este dată de:

 Legea mişcării oscilatorii armonice:(1)

Reprezentarea grafică a legii mişcării oscilatorii armonice este prezentată în figura 1A6−1.

 Fig. 1A6−1. Reprezentarea grafică a legii mişcării oscilatorii armonice.

 Folosind expresia (1), sau graficul din figura 1A6−1, poţi afla elongaţia oscilatorului armonic la oricare moment de timp. Poţi folosi, după dorinţă, oricare funcţie armonică ( sinsus sau cosinus ), deoarece

Pentru simplitate, să notăm în continuare φ faza la momentul t :

Dacă la momentul t elongaţia oscilatorului este

la un moment ulterior t + Δ t , elongaţia este:

Viteza medie a oscilatorului între aceste două momente de timp este:

Pendulul elastic si gravitational

Pendulul gravitațional reprezintă un sistem fizic , format dintr-un corp de masă m suspendat de un punct fix printr-un fir de lungime l , care efectuează o mișcare oscilatorie sub acțiunea forței gravitaționale .

În cazul oscilațiilor de amplitudine mică perioada unei oscilații complete efectuate de pendulul galilean este dată de formula:

unde

T = perioada (măsurată în secunde)π = 3,1415926... (raportul dintre lungimea circumferenței unui cerc și diametrul lui)l = lungimea firului (exprimată în metri)g = accelerația gravitațională , aproximativ 9,81 m/s2 (depinde de locul de pe glob unde se efectuează măsurarea și de altitudine)

Dispozitive experimentale bazate pe pendulul gravitațional:  Pendul balistic (pentru determinarea vitezei gloanțelor)  Pendul dublu  Pendul Huygens (pendul cicloidal)  Pendul Foucault  Pendul Kater (pendul reversibil)  Pendul Overbeck (pendul în cruce)

Undele mecanice. Reflexia si refractia undelor

Unda mecanica reprezinta forma de propagare a perturbatiei im mediu.

Forma - unde plane

- unde sferice

I. unde intr-un mediu unidimensional

a. Unde transversale (oscilatia se produce perpendicular pe directia de propagare)

V t = √ T / μ ; μ = m / l

t = tensiunea ; μ=masa unitatii de lungime

a. Unde longitudinale

V e = √ E / φ

E – unde de elasticitate ; φ – densitate

Fenomenul de propagare depinde de sursa prin FRECVENTA si de mediu prin VITEZA.

• viteza de propagare depinde de natura mediului

Reflexia undelor

Definitie : intoarcerea undelor in mediul de provenienta, cu schimbarea directiei de propagare.

Consideram : 2 medii separate printr-o suprafata plana.Viteza de propagare a undei in acelasi mediu este aceeasi.

Deosebiri : 1) unda incidenta (inainte de reflexie)

2) unda reflectata (dupa reflexie)

Legile reflexiei :

1. Incidenta normala si reflectata se gasesc in acelasi plan.2. Unghiul de incidenta este egal cu unghiul de reflexie.

Refractia undelor

Definitie : Fenomenul de patrundere a undei in alt mediu cu schimbarea directiei de propagare.

Legi : 1) Unda incidenta, normala si refractata se gasesc in acelasi plan.

2) Raportul dintre sinusul < de incidenta si sinusul < de refractie este o constanta, si este egal cu indicele de refractie relativ al mediului 2 fata de primul mediu.

n 21 = n 2 /n 1

Consideram : suprafata de separare a 2 medii caracterizate prin indicii de refractie diferiti (n 1 ,n 2 ).Unda va avea viteze diferite de propagare in cele 2 medii.

Interferența undelor mecanice

Interferența reprezintă fenomenul de suprapunere a două sau mai multe unde care se întâlnesc într-un punct din spațiu . Pentru a obține un fenomen de interferență staționar, undele trebuie să aibă aceeași frecvență și să fie coerente , adică să aibă o diferență de fază constantă. În acest caz, în anumite puncte din spațiu se vor forma zone cu aceeași valoare a intensității rezultante numite franje de interferență . Franjele pot fi de minim sau de maxim , în funcție de valoarea amplitudinii rezultante.

Considerând două unde sinusoidale   și 

 și 

unde

 ,   reprezintă amplitudinile celor două unde;  ,   sunt pulsațiile undelor;

 ,   - fazele inițiale;  - timpul .

Amplitudinea undei rezultante va avea valoarea

unde   este diferența de fază a celor două unde.

În acest caz, intensitatea undei rezultante va avea aceeași valoare în întreg domeniul de suprapunere a celor două unde [1] . Interferența este

caracterizată, însă, prin variații periodice ale acestei mărimi care au loc atunci când   este constant în timp. Prin urmare, este necesar studiul fenomenului în cazul in care pulsațiile celor două unde sunt egale, adică acestea sunt coerente . În cazulundelor luminoase , trebuie impusă și condiția ca diferența fazelor inițiale să fie constantă deoarece emisia acestor unde are loc spontan și discontinuu.

Dacă undele coerente sunt emise de două surse punctiforme, S 1 și S 2 , funcțiile de undă în punctul P

 și 

unde

A reprezintă amplitudinea undelor,  ,   , distanțele de la cele două surse la punctul P ,  , perioada ,  , lungimea de undă .

Pentru simplificare se consideră fazele inițiale nule și punctul P în care se studiază interferența suficient de îndepărtat de cele două surse, astfel încât distanțele   . Unda rezultantă va avea expresia

 .

Locul geometric al punctelor de fază egală este dat de relația

 care reprezintă ecuația unei familii de elipsoizi de revoluție cu focarele S 1 și S 2 , punctele în care se află sursele.

Amplitudinea undei rezultante variază după funcția

 și este constantă pentru

 care descrie o familie de hiperboloizi de rotație cu focarele în S 1 și S 2 .

Prin urmare, în urma interferenței se formează zone în care amplitudinea undei rezultante are valoare maximă, corespunzătoare valorilor ±1 ale funcției cosinus , și zone de minim, în care amplitudinea este nulă. De aici rezultă condiția de maxim ,

iar condiția de minim ,

La intersecția acestor zone cu un plan paralel cu segmentul S 1 S 2 se distinge o figură de interferență cu franje de forma unor hiperbole . Într-un plan perpendicular pe S 1 S 2 , situat în afara acestuia, figura de interferență este alcătuită din cercuri concentrice.

Al elevei clasei a X-aL.T.''Gratiesti''

Cazacliu Cristina

Profesor: Popa Valentina