PRINCIPIILE MECANICII NEWTONIENE

Prof Daniela Dinica

Colegiul Economic “V. Madgearu” Galati

I. PRINCIPIUL INERTIEI (LEX PRIMA)

OBIECTIVE: La sfarsitul lectiei elevii trebuie sa:

enunte principiul inertiei sa defineasca inertia sa dea exemple de situatii in care se aplica primul

principiu al mecanicii sa explice diferite situatii din viata de zi cu zi pe

baza principiului inertiei

ISTORIC

Acest principiu a fost descoperit de Galileo Galilei (in 1632) si formulat de IsaacNewton drept principiul I al dinamicii (lex prima) in 1686.

GALILEO GALILEI (1564-1642) Fizician, astrolog, astronom, si

filozof de origine italiana, Galileo Galilei a fost cu adevarat un “renascentist”. A excelat in deverse domenii incluzand scluptura si pictura.

“E pur si muove!” sunt faimoasele cuvinte rostite de el atunci cand inchizitia l-a constrans sa-si retracteze afirmatiile despre miscarea de rotatie a Pamantului.

ISAAC NEWTON (1643-1727)

Mare matematician, fizician si astronom englez membru si presedinte al Societatii Regale din Londra.

In “Principiile matematice ale filozofiei naturale” defineste notiunile de baza si formuleaza enuntul celor trei legi fundamentale ale dinamicii. Tot aici este cuprinsa si legea atractiei universale.

Pana in secolul al XVII-lea, oamenii de stiinta considerau ca tendinta naturala a obiectelor este sa se indrepte spre pozitia de repaus.

Galileo a afirmat ca obiectele aflate in miscare rectilie uniforma se opresc datorita existentei unor forte opuse miscarii numite forte de frecare. De aceea miscarea vehiculelor trebuie sa fie permanent intretinuta de actiunea unui agent exterior (motor).

Experimentele lui Galileo

• Galileo a folosit o pereche de plane inclinate la acelasi unghi. O bila coboara pe un plan inclinat si urca pe planul inclinat contrar la aproximativ aceeasi inaltime (daca se folosesc plane inclinate foarte fine la care putem considera neglijabila forta de frecare).

• Daca forta de frecare ar putea fi eliminata definitiv atunci bila atinge aceeasi inaltime ca cea de pe planul inclinat initial.

Daca se elimina fortele de frecare… Si daca unghiul planului inclinat contrar este

micsorat atunci bila se roteste o distanta mai mare pentru a atinge inaltimea initiala.

Daca se elimina fortele de frecare…. Si daca se transforma al doilea plan inclinat in

plan orizontal bila se va continua sa pastreze miscarea la infinit, in efortul sau de a atinge inaltimea initiala.

PRINCIPIUL INERTIEI - ENUNT

Un punct material isi mentine starea de repaus sau de miscare rectilinie uniforma atat timp cat asupra sa nu actioneaza alte corpuri care sa-i schimbe aceasta stare.

“Objects keep on doing what they are doing.”

INERTIA Se numeste inertie proprietatea unui corp de

a-si mentine starea de repaus sau de miscare rectilinie uniforma in absenta actiunilor exterioare, respectiv de a se opune (reactiona) la orice actiune exterioara care cauta sa-i schimbe starea in care se afla.

Masura inertiei unui corp este masa sa, care este o marime fizica fundamentala.

[m]S.I.= 1kg

APLICATII ALE PRIMULUI PRINCIPIU

Sangele coboara brusc in picioare cand coboram cu un lift si acesta se opreste brusc.

Capul unui ciocan poate fi mai bine fixat batand capatul de jos al cozii ciocanului de o suprafata mai mare (de masa, sau o buturuga).

Pentru a scoate sosul din sticla aceasta este intoarsa invers, este agitata cu viteza mare si oprita brusc.

Centura de siguranta si tetiera de la scaunele masinii asigura securitatea pasagerilor in cazul franarilor si accelerarilor bruste si in cazul tamponarilor.

APLICATII

APLICATII

APLICATII

TEST Imaginati-va un loc in cosmos fara gravitatie si forte de frecare. Un astronaut

arunca o piatra. Piatra: A) Se opreste treptat B) Continua miscarea in aceeasi directie si cu aceeasi viteza

Un obiect de 2 kg se misca orizontal cu v=4m/s. Care este forta cu care trebuie sa actionam asupra obiectului pentru ca acesta sa se deplaseze in aceeasi directie si cu aceeasi viteza? A) 0 N, B) 2 N, C) 4 N, D) 6 N, E) 8 N.

Doru si Alex se cearta. Doru spune ca daca si-ar arunca penarul cu o viteza mai mare ar avea o inertie mai mare. Alex spune ca inertia nu depinde de viteza. Cu cine sunteti de acord? De ce?

Daca sunteti intr-un mediu de imponderabilitate este necesara o forta pentru a pune un obiect in miscare?

Dl. Piedone isi petrece cele mai multe seri consumand mari cantitati de mancare privind meciul de la televizor. Ce efect are acest lucru asupra inertiei sale?

Ben este urmarit prin padure de un bizon imens, pe care acesta a incercat sa-l fotografieze. Acesta reuseste sa scape de bizon facand miscari in zig-zag printre copaci. Explicati cum a reusit sa scape Ben de bizon facand apel la principiul inertiei.

RASPUNSURI In concordanta cu primul principiu al lui Newton, piatra va

continua miscarea in aceeasi directie si cu viteza constanta. A) 0 N – Obiectul isi va pastra starea de miscare. Prezenta unei

forte de dezechilibru modifica starea de miscare a obiectului. Cu Alex, deoarece inertia este o marime fizica ce depinde de

masa. Cu cat un obiect are masa mai mare cu atat inertia lui este mai mare.

Este necesara o forta pentru a trece un obiect din starea de repaus in miscare. Legile lui Newton se aplica oriunde!

Daca obiceiurile alimentare a Dlui Piedone nu se modifica masa lui va creste si va creste si inertia lui.

Deoarece bizonul are o masa mare are si o inertie mare. Ben avand o masa mai mica, deci si o inertie mai mica, va putea face schimbari rapide de directie mai usor decat bizonul. Cunosterea legilor fizicii ne poate salva viata!

LINKURI UTILE http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/class/newtlaws/u2l1b.html http://www.physicsclassroom.com/mmedia/newtlaws/newtlawsTOC.html http://

www.physicsclassroom.com/mmedia/newtlaws/il.html

http://id.mind.net/~zona/mstm/physics/mechanics/forces/galileo/galileoInertia.html