Complemente de Fizica I Cursul 1

Documente similare
C10: Teoria clasică a împrăștierii Considerăm un potențial infinit în interiorul unui domeniu sferic de rază a și o particulă incidentă (Figura 1) la

MECANICA FLUIDELOR

Probleme rezolvate de fizică traducere de Nicolae Coman după lucrarea

Microsoft Word - SUBIECT 2017 anul I.doc

Cursul 12 (plan de curs) Integrale prime 1 Sisteme diferenţiale autonome. Spaţiul fazelor. Fie Ω R n o mulţime deschisă şi f : Ω R n R n o funcţie de

Microsoft Word - Tsakiris Cristian - MECANICA FLUIDELOR

Anexa nr. 2 FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMISOARA 1.2 Facultatea FIZICA 1.

Fizica fluidelor Cursul 5

E_d_fizica_teoretic_vocational_2019_bar_model_LRO_2

Olimpiada Națională de Astronomie şi Astrofizică Aprilie 2019 Analiza Datelor - Seniori Problema 1 - Quasar 3C273 Spectrul optic al quasarului 3C273 c

Dorel LUCHIAN Gabriel POPA Adrian ZANOSCHI Gheorghe IUREA algebră geometrie clasa a VIII-a ediţia a V-a, revizuită mate 2000 standard EDITURA PARALELA

Ministerul Educa iei i Cercet rii Serviciul Na ional de Evaluare i Examinare EXAMENUL DE BACALAUREAT Proba scris la Fizic Proba E: Specializare

Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronice

UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIȘOARA FACULTATEA DE FIZICA CONCURSUL NAȚIONAL DE FIZICĂ CONSTANTIN SĂLCEANU 30 MARTIE 2019 Sunt obligatorii toate subiec

Microsoft Word - TIC5

DETERMINAREA CONSTANTEI RYDBERG

Ministerul Educa iei i Cercet rii Serviciul Na ional de Evaluare i Examinare EXAMENUL DE BACALAUREAT Proba scris la Fizic Proba E: Specializare

I

Nr

PowerPoint Presentation

Prelegerea 4 În această prelegere vom învăţa despre: Algebre booleene; Funcţii booleene; Mintermi şi cuburi n - dimensionale. 4.1 Definirea algebrelor

Lucian L. TURDEANU Georgeta D. POP (MANEA) BAZELE GEOMETRICE ALE FOTOGRAMETRIEI CONSPRESS BUCUREŞTI 2009

Mecanica fenomenologică Nicolae Sfetcu Publicat de MultiMedia Publishing Copyright 2018 Nicolae Sfetcu Toate drepturile rezervate. Nicio parte a acest

Microsoft Word - L25Ro_Studiul efectului Hall_f_RF

Aero-BCD, , Prof. L. Costache & M. Olteanu Notițe de Adrian Manea Seminar 5 Șiruri și serii de funcții. Serii de puteri 1 Șiruri de funcții D

Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronice

Microsoft Word - Probleme-PS.doc

SSC-Impartire

CATEDRA FIZIOLOGIA OMULUI ŞI BIOFIZICĂ Cerinţele unice pentru lucrările de laborator din ciclul 1, facultatea Medicina Preventiva. (anul universitar 2

Subiectul 1

Direct Current (DC) Electric Circuits

MD.09. Teoria stabilităţii 1

G.I.S. Curs 3

Cursul 8 Funcţii analitice Vom studia acum comportarea şirurilor şi seriilor de funcţii olomorfe, cu scopul de a dezvălui o proprietate esenţială a ac

IM - Imagistica Medicala

Universitatea Politehnica din Bucureşti 2019 Disciplina: Geometrie şi Trigonometrie G1 * Varianta A 1. Ştiind cos x = 3 2, atunci sin2 x

A TANTÁRGY ADATLAPJA

Algebra si Geometri pentru Computer Science

Gheorghe IUREA Adrian ZANOSCHI algebră geometrie clasa a VII-a ediţia a V-a, revizuită mate 2000 standard EDITURA PARALELA 45 Matematică. Clasa a VII-

Doina BOAZU

ETTI-AM2, , M. Joița & A. Niță Notițe de Adrian Manea Seminar 11 Transformarea Laplace Aplicații Transformarea Z Ecuații și sisteme diferenți

CONCURSUL DE MATEMATICĂ APLICATĂ "ADOLF HAIMOVICI" ETAPA JUDEȚEANĂ 18 martie 2017 Filiera Tehnologică : profilul Tehnic Clasa a IX -a Problema 1. 2 Se

Microsoft Word - cap1p4.doc

Slide 1

Microsoft Word - Anexa_B.doc

RAPORT FINAL Perioada de implementare: CU TITLUL: Analiza și testarea distribuției câmpului electric la izolatoare din materiale compozite p

Microsoft Word - FiltrareaNyquist-rezumat.doc

Distanţa euclidiană (indusă de norma euclidiană) (în R k ). Introducem în continuare o altă aplicaţie, de această dată pe produsul cartezian R k XR k,

C:/Users/Lenovo/Dropbox/activitate matematica/cursuri/MS ETTI /msetti.dvi

Slide 1

INDICATORI AI REPARTIŢIEI DE FRECVENŢĂ

8

Bazele spectroscopiei si laserilor

Spatii vectoriale

2

Microsoft Word - Programa finala olimpiadei matematica 2007 gimnaziu.doc

CURS II Modelarea scurgerii în bazine hidrografice Modelarea scurgerii lichide pe versanţii bazinului hidrografic Modalităţi de cercetare a scurgerii

PowerPoint Presentation

INDICATORI AI REPARTIŢIEI DE FRECVENŢĂ

2

ETTI-AM2, , M. Joița & A. Niță Notițe de Adrian Manea Seminar 10 Transformata Fourier Integrala Fourier Seriile Fourier sînt utile pentru dez

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi din Iași Facutatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației Referat MEMS Microsenzori de accele

Modelarea deciziei financiare şi monetare

Diapositiva 1

Capitol 3

PowerPoint Presentation

OPERATII DE PRELUCRAREA IMAGINILOR 1

Pachete de lecţii disponibile pentru platforma AeL

Microsoft Word - 2 Filtre neliniare.doc

Prelegerea 3 În această prelegere vom învăţa despre: Clase speciale de latici: complementate. modulare, metrice, distributive şi 3.1 Semi-distributivi

Descoperiţi fantastica lume a universului! Telescop HD 1

Universitatea Tehnică Gh. Asachi din Iaşi Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei Master Radio Comunicaţii PROIECT MICROS

PowerPoint Presentation

PROGRAMA

Microsoft PowerPoint - 20x_.ppt

Ministerul Educa iei i Cercet rii Serviciul Na ional de Evaluare i Examinare EXAMENUL DE BACALAUREAT Proba scris la Fizic Proba E: Specializare

DAN LASCU ADRIANA-LIGIA SPORIŞ ANDA OLTEANU PAUL VASILIU MATEMATICĂ. CULEGERE DE PROBLEME TIP GRILĂ PENTRU ADMITEREA ÎN ACADEMIA NAVALĂ MIRCEA CEL BĂT

gaussx.dvi

CONCURSUL INTERLICEAL “TOPFIZ”

Senzor inductiv de deplasare liniară

A.E.F. - suport laborator nr.1 sem.ii Noțiuni generale pentru analiza cu elemente finite utilizând Siemens NX Nastran (1) În acest laborator sunt atin

1. Găsiți k numerele cele mai apropiate într-un şir nesortat Dându-se un şir nesortat și două numere x și k, găsiți k cele mai apropiate valori de x.

Olimpiada republicană la disciplina Economie Aplicată, ediţia Clasa a X-a. Timp acordat: 180 min. I. Completați definiţiile categoriilor economi

Proiect de tehnologie didactică

Teoreme cu nume 1. Problema (Năstăsescu IX, p 147, propoziţia 5) Formula lui Chasles Pentru orice puncte M, N şi P avem MN + NP = MP.

Microsoft Word - economie_proba_III_2007

Inspiron Specificaţii

FIЄA UNITȚЮII DE CURS/MODULULUI MD-2045, CHIȘINĂU, STR. STUDENŢILOR 9/9 corp.nr.5, TEL: FAX: , FIZICA I 1. Date de

Microsoft Word - IngineriF_A.DOC

Pattern Recognition Systems

Microsoft Word - 11_2016_OJF_barem.doc

Matematica VI

Precizări la problema 2 Problema 2 presupune estimarea eficienţei luminoase pe timp de zi şi pe timp de noapte pentru o lungime de undă care nu coresp

Retele Petri si Aplicatii

Microsoft Word - Curs_07.doc

Microsoft Word - C05_Traductoare de deplasare de tip transformator

Secţiunea 7-8 începători Concurs online de informatică Categoria PROGRAMARE PROBLEMA 1 ID 100 puncte Calculatoarele trebuie să se recunoască în rețeau

Transcriere:

Complemente de Fizică I Cursul 1 Victor E. Ambruș Universitatea de Vest din Timișoara

Capitolul I. Transformări de coordonate I.1. Transformări Galilei. I.2. Spațiul E 3 al vectorilor tridimensionali. I.3. Transformări generale de coordonate.

I.1. Transformări Galilei. I.1.1. Repere inerțiale. Fie un observator aflat în repaus în originea sistemului de referință inerțial (SRI) S. Un al doilea observator, aflat în repaus în SRI S, se deplasează cu o viteză constantă V față de S. Un eveniment este un punct în spațiu-timp. Fie E 1 evenimentul când originile O și O ale lui S și S coincid. Asociem t 1 = t 1 = 0, x 1 = x 1 = 0 corespunzătoare lui E 1. Fie E 2 evenimentul când O se găsește la distanța L de O. E 2 are coordonatele (t 2, x 2 = L) în S și (t 2, x 2 = 0) în S. Viteza lui S față de S este dată de V = x 2 /t 2, astfel că t 2 = L/V. Momentul de timp t 2 este determinat prin Postulatul timpului absolut: Timpul este absolut si universal. El are o scurgere omogenă de la trecut spre viitor. Drept urmare, t 2 = t 2 = L/V.

I.1.2. Legile lui Newton. Legile lui Newton reprezintă principiile fundamentale ale mecanicii și sunt valabile în orice SRI. 1. Prima lege a lui Newton / Principiul I al mecanicii: Principiul inerției: Orice corp își menține starea de repaus sau de mișcare rectilinie și uniformă atâta timp cât asupra sa nu acționează alte forțe sau suma forțelor care acționează asupra sa este nulă. 2. Legea a doua a lui Newton / Principiul al II-lea al mecanicii: Principiul forței: O forță care acționează asupra unui corp îi imprimă acestuia o accelerație, proporțională cu forța și invers proporțională cu masa corpului: F = dp dt = ma. (1) 3. Legea a treia a lui Newton / Principiul al III-lea al mecanicii: Principiul acțiunii și reacțiunii: 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. F 12 = F 21. (2)

I.1.3. Covarianța legilor lui Newton la transformări Galilei. Invarianța la transformările Galilei impune ca legile lui Newton să fie valabile neschimbate în orice SRI: F = ma F = ma. (3) Deoarece x = x Vt și t = t, avem a = a F = F. Drept urmare, direcția sau modulul forțelor care acționează asupra corpurilor materiale rămân neschimbate în urma transformărilor Galilei. Un alt postulat al mecanicii Newtoniene este cel al izotropiei spațiului, conform căruia proprietățile fizice sunt identice în toate direcțiile spațiale. Mai exact, masa m din F = ma nu poate depinde de direcția lui F.

I.1.4. Conservarea impulsului în ciocniri. p 1 p 1 p 2 p 2 Două particule având impulsurile p 1 și p 2 și masele m 1 și m 2 se ciocnesc. În urma ciocnirii, impulsurile acestora devin p 1 și p 2. Presupunem că energia totală se conservă în această interacțiune: p 2 1 + p2 2 = p 2 1 + p 2 2 + ε, (4) 2m 1 2m 2 2m 1 2m 2 unde ε reprezintă cantitatea de energie transmisă către gradele interne de libertate a celor două particule (ciocnirea este inelastică).

I.1.4. Conservarea impulsului în ciocniri. Fie SRI S care se deplasează cu V în raport cu S. Fie q 1, q 2, q 1 și q 2 impulsurile celor două particule văzute din S. Covarianța legilor dinamicii impune ca: q 2 1 + q2 2 = q 2 1 + q 2 2 + ε, (5) 2m 1 2m 2 2m 1 2m 2 unde ε = ε deoarece energia internă nu depinde de SRI. Înlocuind q = p mv, rezultă: V (p 1 + p 2 ) = V (p 1 + p 2). (6) Deoarece egalitatea de mai sus trebuie să fie respectată pentru orice V (în raport cu orice alt SRI), rezultă legea de conservare a impulsului: p 1 + p 2 = p 1 + p 2. (7)

I.1.5. Coliziuni binare: sistemul centrului de masă. Pentru studiul sistemelor de particule, este convenabilă trecerea la un SRI privilegiat, și anume la sistemul centrului de masă (SCM). Fie un sistem format din două particule de mase m 1 și m 2. Sistemul centrului de masă (SCM) este caracterizat de viteza V: V = 1 M (m 1v 1 + m 2 v 2 ), M = m 1 + m 2, (8) unde s-a introdus notația M pentru masa totală a sistemului. Mai departe, se introduc viteza redusă v și masa redusă µ: Invers se obține: v = v 1 v 2, µ = m 1m 2 m 1 + m 2. (9) v 1 = V + µ m 1 v, v 2 = V µ m 2 v. (10) Impulsul total și energia totală ale sistemului sunt: p total = p 1 + p 2 = MV, E total = p2 1 2m 1 + p2 2 2m 2 = MV2 2 + µv2 2. (11)

I.1.6. Coliziuni binare: sistemul laboratorului. Fie un experiment de împrăștieri care constă în bombardarea unei ținte în repaus având masa m 1 cu un fascicul de particule incidente. Fie o particulă din fasciculul incident având masa m 2 și viteza v 2. Sistemul de referință astfel definit se numește Sistemul Laboratorului (SL). SCM se definește în raport cu SL după cum urmează: V = m 2v 2 m 1 + m 2, v = v 2. (12) Uneori este convenabilă calcularea împrăștierii în SCM, iar mărimile din SL se obțin folosind rezultatele din SCM după cum urmează: v 1 = V + µ m 1 v, v 2 = V µ m 2 v, (13) unde mărimile cu reprezintă starea post-colizională (V = V).

Probleme. 1. Într-un vagon de tren care se deplasează cu viteza de 5 m/s pe o cale ferată dreaptă are loc o coliziune frontală între două corpuri având m 1 = 0, 1 kg și m 2 = 0, 05 kg. Înainte de ciocnire, vitezele lor sunt v 1 = 1 m/s, respectiv v 2 = 5 m/s. Ambele viteze sunt măsurate relativ la tren. Știind că după ciocnire, corpul al doilea rămâne în repaus, să se determine: a Viteza primului corp. [R: v 1 = 1, 5 m/s] b Cantitatea de energie pierdută în urma coliziunii. [R: ε = 0, 5625 J] c Să se repete calculul într-un reper staționar în raport cu șina. [R: v 1 = 3, 5 m/s] d Să se găsească V și v. Să se scrie vitezele inițiale (u 1, u 2) și cele finale (u 1, u 2) în raport cu SCM. Să se găsească v. [R: V = 1 m/s, v = 6 m/s, v = 1, 5 m/s] 2. Două particule având masele m 1 = 0, 1 kg și m 2 = 0, 04 kg și vitezele inițiale v 1 = 2, 8i 3j și v 2 = 7, 5j (exprimate în cm/s) se ciocnesc. În urma coliziunii, v 1 = 1, 2i 2j. a Să se găsească v 2. [R: v 2 = 4i + 5j] b Să se găsească V, v și v. [R: V = 2i] c Să se găsească masa redusă a sistemului. [µ 1 kg] 35 d Să se găsească ε în SCM. [ ε = 8, 75 10 5 J] e Să se găsească raportul dintre ε și energia cinetică inițială în SL și în SCM. [SL: 0, 44; SCM: 0, 52]

Probleme 3. Sistemul laboratorului (SL). Într-un experiment de ciocniri, se pregătește ca și țintă o particulă având masa m 1 = 2m. Particula proiectil are masa m 2 = m și viteza v. a Să se găsească V care definește SCM. [R: V = 1 v] 3 b Calculați energia cinetică pierdută ε în cazul unei coliziuni perfect plastice. [R: ε = 1 mv 2 ] 3 c În cazul unei coliziuni elastice, particula proiectil este deviată în SCM cu unghiul ϕ. Să se găsească unghiul de deflexie θ în SL. [ R: tan θ = 2 sin ϕ ] 1 + 2 cos ϕ