Dinamica sistemelor de puncte materiale

Σχετικά έγγραφα
r d r. r r ( ) Curba închisă Γ din (3.1 ) limitează o suprafaţă de arie S

3.5. Forţe hidrostatice

2. ELEMENTE DE MECANICĂ NEWTONIANĂ

FIZICĂ. Bazele fizice ale mecanicii cuantice. ş.l. dr. Marius COSTACHE

F. Dacă forţa este CURS 2 MECANICA PUNCTULUI MATERIAL

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

Dinamica punctului material supus la legaturi

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

4. CÂTEVA METODE DE CALCUL AL CÂMPULUI ELECTRIC Formule coulombiene

Acţiunea fluidelor în repaus asupra suprafeţelor solide

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Conţinutul modulului:

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

OLIMPIADA NAłIONALĂ DE FIZICĂ Râmnicu Vâlcea, 1-6 februarie Pagina 1 din 5 Subiect 1 ParŃial Punctaj Total subiect 10 a) S 2.

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

CUPRINS PREFAŢĂ... BIBLIOGRAFIE

Probleme. c) valoarea curentului de sarcină prin R L şi a celui de la ieşirea AO dacă U I. Rezolvare:

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

7.1. Legile lui Kepler. Legea atracţiei universale (gravitaţionale)

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

Ministerul EducaŃiei, Cercetării, Tineretului şi Sportului Centrul NaŃional de Evaluare şi Examinare

z a + c 0 + c 1 (z a)

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

CINEMATICA. Cursul nr.2

Curs 1 Şiruri de numere reale

INTRODUCERE CAPITOLUL II CINEMATICA. II. 1. Cinematica punctului material

Integrala nedefinită (primitive)

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

Curs 4 Serii de numere reale

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

2. Bazele experimentale ale opticii electromagnetice

CAP. I. ELEMENTE DE MECANICĂ NEWTONIANĂ

FIZICĂ. Câmpul magnetic. ş.l. dr. Marius COSTACHE 1

C10. r r r = k u este vectorul de propagare. unde: k

Cursul 14 ) 1 2 ( fg dµ <. Deci fg L 2 ([ π, π]). Prin urmare,

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

Curs 2 Şiruri de numere reale

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

BAZELE MECANICII APLICATE

Concurs MATE-INFO UBB, 1 aprilie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Capitolul 2. Elemente de mecanica

Toate subiectele sunt obligatorii. Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. Se acordă din oficiu 10 puncte. SUBIECTUL I.

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

a. 11 % b. 12 % c. 13 % d. 14 %

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

CURS MECANICA CONSTRUCŢIILOR

Subiecte Clasa a VII-a

Subiecte Clasa a VIII-a

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

STATICA FLUIDELOR. Fluid în echilibru (repaus) = rezultanta forţelor care acţionează asupra masei de fluid este nulă.

3. Momentul forţei în raport cu un punct...1 Cuprins...1 Introducere Aspecte teoretice Aplicaţii rezolvate...4

T R A I A N ( ) Trigonometrie. \ kπ; k. este periodică (perioada principală T * =π ), impară, nemărginită.

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

( ) ( ) ( ) Funcţii diferenţiabile. cos x cos x 2. Fie D R o mulţime deschisă f : D R şi x0 D. Funcţia f este

Algebra si Geometrie Seminar 9

Seminariile Capitolul IX. Integrale curbilinii

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. bh lh 2. abc. abc. formula înălţimii

f(x) = l 0. Atunci f are local semnul lui l, adică, U 0 V(x 0 ) astfel încât sgnf(x) = sgnl, x U 0 D\{x 0 }. < f(x) < l +

Vectori liberi Produs scalar Produs vectorial Produsul mixt. 1 Vectori liberi. 2 Produs scalar. 3 Produs vectorial. 4 Produsul mixt.

Clasa a IX-a, Lucrul mecanic. Energia

8 Intervale de încredere

CURS VII-IX. Capitolul IV: Funcţii derivabile. Derivate şi diferenţiale. 1 Derivata unei funcţii. Interpretarea geometrică.

Miscarea oscilatorie armonica ( Fisa nr. 2 )

CUPRINS 5. Reducerea sistemelor de forţe (continuare)... 1 Cuprins..1

Marin Chirciu INEGALITĂŢI TRIGONOMETRICE DE LA INIŢIERE LA PERFORMANŢĂ EDITURA PARALELA 45

Examen AG. Student:... Grupa: ianuarie 2016

1. PROPRIETĂȚILE FLUIDELOR

Criptosisteme cu cheie publică III

CURS 11: ALGEBRĂ Spaţii liniare euclidiene. Produs scalar real. Spaţiu euclidian. Produs scalar complex. Spaţiu unitar. Noţiunea de normă.

Dinamica. F = F 1 + F F n. si poarta denumirea de principiul suprapunerii fortelor.

CUPRINS 3. Sisteme de forţe (continuare)... 1 Cuprins..1

2 Transformări liniare între spaţii finit dimensionale

Brutus Demşoreanu. Mecanica analitică. - Note de curs -

Seminariile 1 2 Capitolul I. Integrale improprii

2. Sisteme de forţe concurente...1 Cuprins...1 Introducere Aspecte teoretice Aplicaţii rezolvate...3

CURS XI XII SINTEZĂ. 1 Algebra vectorială a vectorilor liberi

1. (4p) Un mobil se deplasează pe o traiectorie curbilinie. Dependența de timp a mărimii vitezei mobilului pe traiectorie este v () t = 1.

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Conice - Câteva proprietǎţi elementare

CONCURS DE ADMITERE, 17 iulie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

CURS 9 MECANICA CONSTRUCŢIILOR

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

Capitolul 9. Geometrie analitică. 9.1 Repere

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

ENUNŢURI ŞI REZOLVĂRI 2013

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

1,4 cm. 1.Cum se schimbă deformaţia elastică ε = Δ l o. d) nu se schimbă.

Transcript:

Dinamica sistemelo de puncte mateiale Definitie: Pin sistem mateial (notat S) intelegem o multime finita de puncte mateiale (cente de masa ale uno copui) afate in inteactiune (micaea fiecaui punct depinde de miscaea celolalte puncte). Sistem mateial: - discet alcatuit dint-un numa finit de puncte mateiale izolate - continuu (igid) alcatuit dint-un numa infinit de puncte mateiale ce ocupa un domeniu, D inclus in R 3 Sistem mateial: - libe punctele pot ocupa oice pozitie in spatiu - legate punctele sunt obligate sa indeplineasca anumite estictii geometice sau cinematice ote: Int-un sistem mateial (S) actioneaza fote eteioae cae povin din afaa sistemului (e: atactie gavitationala) si fote inteioae cae povin de la punctele ce alcatuiesc sistemul (S). E: Soaele si planetele fomeaza un sistem de puncte mateiale. Planetele si soaele sunt puncte intene ale lui (S), ia celelalte copui ceesti sunt puncte eteioae. us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale

Dinamica punctului mateial supus la legatui ie S un sistem mateial discet alcatuit din puncte mateiale M i ale cao pozitii fata de un epe inetial z sunt indicate de vectoii i, i,...,. Pentu a cunoaste miscaea sistemului de puncte mateiale tebuie sa deteminam: i i ( t), i,..., z M M us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale

Dinamica punctului mateial supus la legatui ie: - m k masa punctului M k, - k ezultanta fotelo eteioae aplicate punctului M k - k fota inteioaa pe cae punctul M o eecita asupa punctului M k, k,,..., ; k z M k k Asupa punctului M actioneaza fota ezultanta: k k M + k k () us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 3

Dinamica punctului mateial supus la legatui Popietati ale fotelo inteioae. otele inteioae sunt supuse pincipiului actiunii si eactiunii: k +, k,, k,...,,..., () De asemenea: k k k k k k ( ) k M k k M us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 4

Dinamica punctului mateial supus la legatui. Rezultanta geneala a fotelo inteioae, R (i), si momentul ezultant al fotelo inteioae, M (i), ( abita in spatiu) sunt nule: Int-adeva: R ( i) R ( i), M ( i) k k, k Pentu punctele M k si M ( k ) avem: Deci: k k + k ( ) k + k k k k 3 3 () M M M ( i) k k k us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale (') (3) (4) (5) 5

Dinamica punctului mateial supus la legatui Ecuatiile difeentiale ale miscaii Ecuatiile difeentiale ale miscaii sistemului (S) sunt: d m + k,,..., dt k Poblema fundamentala a mecanicii sistemului (S) consta in deteminaea miscaii punctelo M din (S), adica a functiilo: cunoscand fotele ce actioneaza asupa sistemului (, k ( t ), & ( t) &,..., ( t),,..., ) si conditiile initiale: (6) (7) Rezolvand (6) cu conditiile (7) obtinem ecuatiile miscaii: ( t,,...,, &,..., & ),,..., (8) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 6

Dinamica punctului mateial supus la legatui Teoemele geneale ale dinamicii sistemelo mateiale e efeim in continuae la sisteme mateiale discete. ie (S): M (m ),,,,..., Miscaea este data de: m & + k,,..., k. Teoema impulsului (a cantitatii de miscae) (9) Definitie: Impulsul H al sistemului (S) sau cantitatea de miscae este suma tutuo impulsuilo punctelo mateiale: H m & m v () us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 7

Dinamica punctului mateial supus la legatui Din (9) si () avem: dh dt k k 3 443 + R ( 4) () unde R este ezultanta fotelo etene ce actioneaza asupa punctelo din sistem. Asada: dh dt Ecuatia () epima teoema impulsului: R Miscaea sistemului (S) ae loc astfel incat in oice moment deivata in apot cu timpul a impulsului sistemului este egala cu ezultanta fotelo eteioae. () us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 8

Dinamica punctului mateial supus la legatui Integale pime Definitie: elatie de foma: ( t,,...,, &,..., & ) c(constant), t t in cae functia de clasa este identic egala cu o constanta daca i i (t), i,..., satisfac ecuatia difeentiala (9) se numeste integala pima a miscaii. bs: integala pima poate inlocui o elatie din sistemul (9). azul. Daca: R H constant Ecuatia (3) epima pincipiul consevaii impulsului sistemului (S): Daca ezultanta fotelo eteioae sistemului este nula atunci impulsul sistemului se conseva in timp. (3) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 9

Dinamica punctului mateial supus la legatui azul. Daca R, da eista un veso fi u astefel incat R u (R u) atunci din () avem: dh dt. Teoema centului maselo d R u dt H u constant, t ( H u) R u Definitie: Punctul al caui vecto de pozitie in apot cu z este definit de elatia: m ii i i se numeste centul maselo (centul de inetie, centul de geutate) sistemului (S). m i t (4) (5) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale

Dinamica punctului mateial supus la legatui Pecizam ca m Σ m i epezinta masa totala a sistemului (S). Deivand (5) avem: m& mi& i i si folosind teoema impulsului () obtinem: m& R H (6) (7) Teoema centului maselo: entul maselo unui sistem de puncte mateiale se misca asemenea unui punct mateial in cae este concentata inteaga masa a sistemului si asupa cauia actioneaza ezultanta fotelo eteioae aplicate sistemului. In coodonate cateziene daca (,, z ) si R(X,Y,Z) avem: m& X m && Y, mz &, (8) Z us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale

Dinamica punctului mateial supus la legatui bsevatie: ie (S) un cop igid de masa m. Atunci: m dm ( S ) m ( S ) ρ dv este vectoul de pozitie al centului maselo sistemului (S). z Deoaece fotele intene satisfac pincipiul actiunii si eactiunii atunci teoema centului maselo amane valabila si pentu copui igide. onfom acestui ezultat asimilam miscaea unui cop igid cu miscaea unui punct mateial, centul de masa. dm us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale

Dinamica punctului mateial supus la legatui 3. Teoema momentului cinetic Definitie: Momentul cinetic K al sistemului (S) in apot cu punctul este suma momentelo cinetice ale punctelo sistemului: v m K (9) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 3 4 4 3 4 4 & 443 & _ (9) (5) + + M k k m v m v K Deivand K in apot cu timpul si utilizand (9) obtinem: ()

Dinamica punctului mateial supus la legatui Avem: dk dt notatie M () unde M este momentul ezultant al fotelo etene. Relatia: dk dt () M epima teoema momentului cinetic: Miscaea unui sistem mateial ae loc astfel incat in oice moment deivata in apot cu timpul a momentului cinetic al sistemului este egala cu momentul ezultant al fotelo eteioae sistemului Integale pime Daca M atunci din () avem : K constant (3) Relatia (3) epima consevaea momentului cinetic. us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 4

Dinamica punctului mateial supus la legatui 4. Teoema enegiei cinetice Definitie: umimenegie cinetica a sistemului (S)maimea scalaa: T m v ie δl (et) si δl (int) lucul mecanic elementa al fotelo eteioae si al fotelo inteioae. Deci: _ (et) L (int) δ d; δ L kd k (4) (5) ie M (m ) punct al sistemului. Sciind enegia sa cinetica si teoema enegiei cinetice avem: dt _ d m v d + k k d,,..., (6) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 5

Dinamica punctului mateial supus la legatui Insumand (6) dupa obtinem teoema enegiei cinetice: dt (et) δ L + δl Teoema enegiei cinetice In oice pozitie a sistemului difeentiala enegiei cinetice este egala cu suma dinte lucul mecanic elementa si al fotelo etene si lucul mecanic elementa al fotelo intene. (int) (7) 5. Teoema de consevae a enegiei mecanice Daca eista o functie de stae (int) (int) V V (,, z,...,, numita enegie potentiala intena a sistemului, astfel incat atunci (7) devine: δ d (int) L dv (int) ( (int) ) (et) T V δl, z ) (8) + (9) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 6

Dinamica punctului mateial supus la legatui Daca fotele intene depind doa de pozitie, adica k k ( k ) atunci k d k dv (int) (int) k, V k kd (3) k Da δl (int) k k d k k d k + k u d( d k u) k k k k d( k k d ( u u) k k ) d k M k k k k M us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 7

Dinamica punctului mateial supus la legatui Atunci unde δl (int) k d, k V (int), k k k d k dv (int) (3 ) (int) (3) V k, k k Daca eista o functie de stae (et) (et) V V (,, z,..., numita enegie potentiala etena a sistemului, astfel incat atunci (9) devine: δ d (et) L dv (et) ( (et) (int) T + V + V ),, z ) (3) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 8

Dinamica punctului mateial supus la legatui Si deci (et) (int) T + V + V h(constant) (33) Ecuatia (33) epima teoema de consevae a enegiei mecanice: Miscaea unui sistem de puncte mateiale int-un camp consevativ de fote (fotele etene si intene sunt potentiale) ae loc astfel incat enegia mecanica totala E T + V (et) + V (int) se conseva in timpul miscaii sistemului. us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 9

Dinamica punctului mateial supus la legatui Eemplul : Doua puncte mateiale M si M cu masele egale cu unitatea se atag cu o fota egala cu distanta dinte ele coeficientul de popotionalitate fiind. In momentul initial punctul M se afla in oiginea aelo de coodonate si ae viteza v a, fiind diiat pe aa, ia M este pe aa avand viteza v si odonata a. Sa se detemine ecuatiile de miscae pentu sistemul fomat din M si M. M bsevatie: M (,a) M (,) v M Miscaea este plana (in ). Int-adeva putem considea fota ce actioneaza inte M si M ca fiind centala (de eemplu centul este M ) si atunci confom teoiei fotelo centale miscaea este plana. us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale

Dinamica punctului mateial supus la legatui Ecuatiile miscaii: m & m & M M M M M M (33) Sciem ecuatiile (33) in poiectie pe aele (m m )si adaugam si conditiile initiale: && && && && ; ; ; ; () () () () ; ; ; a; & & & () & () () () a (34) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale

Dinamica punctului mateial supus la legatui Din (34) se obtine: d dt d dt d dt d dt ( + ) ( ) ( ) ( + ) ( ) ( ) (35) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale

Dinamica punctului mateial supus la legatui Integand (35) avem: (36) + + + + + + ); sin( ) cos( ; ); sin( ) cos( ; 8 7 4 3 6 5 t t t t t t olosind conditiile initiale din (34) putem gasi constantele de integae,..., 8 : + + ) cos( ; ); sin( ; t a a t a t a (37) us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 3

Dinamica punctului mateial supus la legatui btinem: a a [ t + sin( t) ] [ cos( t) ] a a [ t sin( t) ] [ + cos( t) ] (38) Ecuatiile (38) epezinta doua cicloide fomate din doua puncte diametal opuse ale unui cec cae se ostogoleste pe deapta a. us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 4

Dinamica punctului mateial supus la legatui us. Dinamica sistemelo de puncte mateiale 5