tipuri de forte

Clase de forte• Forţe -- de interacţiune corp-plan (forţe care apar

doar atunci când corpul este pe plan);- NNormala la plan ormala la plan - - Forţa Forţa de frecarede frecare

• Forţe de tip reacţiune (răspuns la acţiune)

– Normala la planNormala la plan– Tensiunea mecanicăTensiunea mecanică– Forţa elasticăForţa elastică

N

G

Normala la planNormala la plan• Cazul planului

orizontal

N

G

x

ySe trasează sistemul de referinţă- sistem biaxial, sistem necesar studiului mişcării.

ACŢIUNE

REACŢIUNE

scalar N G

• Cazul planului înclinat

x

y

xG

yG

yG

N

Normala la planNormala la plan

G

N

scalar

N G

- este componenta greutăţii normală pe plan şi responsabilă de menţinerea corpului pe plan la alunecare , respectiv manifestarea reacţiunii planului.

- este componenta greutăţii paralelă cu planul şi care este responsabilă de tendinţa deplasării corpului în jos pe plan.

xG

yG

● Normala la plan este o forţă de tip reacţiune care apare atunci când corpul este pe plan şi are sens opus forţei care acţionează perpendicular pe plan, opunându-se deformării planului.

xx

Gsin G G sin ;G

yy

Gcos G G cos ;

G

yFORŢA DE FRECAREFORŢA DE FRECARE

N

G

fF

tF

fF se opune deplasării

a• Cazul

planului orizontal

x

FORŢA DE FRECAREFORŢA DE FRECAREN

G

fF

nG

tG

a

• Cazul planului înclinat - la coborâre

x

yAm revenit la poziţia iniţială , pentru a avea imaginea forţelor şi a le edita !

FORŢA DE FRECAREFORŢA DE FRECARE• Cazul planului înclinat prezentat nu include existenţa unei

forţe de tracţiune, componenta tangenţială a greutăţii preluând acest rol.

• Se disting trei cazuri:

0x

0 0ft

v 0 v 0 G

+ R 0

v 0 vrepaus

F 0M.R.U.

1v t

.c

xft sau altfel spus G Ft fF M+ a R =c G a c .R.U2 t A. m . .t

În toate cazurile vectorul Ff este orientat în sus pe plan, se opune forţei de tracţiune Gt !

corpul stă pe plancorpul coboară uniform

f

f

F tendinţei dedeplasse opune

se opune

are

F deplasă

rii

fcorpul coboară accelerat se opuneF deplas ri ă i

FORŢA DE FRECAREFORŢA DE FRECAREN

G

fF

nG

tG

a

• Cazul planului înclinat- la urcare

x

y

tF

FORŢA DE FRECAREFORŢA DE FRECARE• Cazul planului înclinat prezentat include o FORŢĂ DE TRACŢIUNE,

forţă care este frânată atât de componenta tangenţială a greutăţii cât şi de forţa de frecare care se opune deplasării corpului.

t xft

v RF

E0 PAUSF

M.R.UG+1. + 0 R =0

c .v t

t xft R2. + + m ma a= F M.R.U.aF cG A.t

f

f

F tendinţei de deplase opune

se opun

sare

F deplăse ii

ft

t t

f

ff

t în sF F

F

us

în j s

GF

F FG o

corpul este ţinut pe plancorpul urcă uniform

corpul urcă uniform accelerat

ff t ftF deplasării se F F î opune m n josGF a

● Tensiunea mecanică (T): reprezintă forţa care apare în

corpuri inelastice (cu elasticitate neglijabilă) şi se opune

deformării acestora (exemplu tensiunea mecanică în cablu).

Tensiunea mecanică apare ca un sistem de forţe interne de

aceea rezultanta acestora este nulă.

Deoarece acest tip de forţă apare doar în corpuri supuse la

deformări forţa se încadrează în clasa forţelor de tip reacţiune.

Prin urmare:

Tensiunea mecanicĂTensiunea mecanicĂ

T

acţiuneF

2N

1N

1G2G

F

a

Asupra corpului 1 acţionează forţa de tracţiune, forţă care are efect asupra întregului sistem ! Pentru a înţelege fenomenul împărţim sistemul în două subsisteme:

pentru subsistemul I T F

Deplasarea corpului 2 se explică prin existenţa unei forţe de tracţiune în cablu. pentru subsistemul II T T

T

T

III

În subsistemul I acţiunea (F) are răspuns în cablu (T)

Prin urmare forţa din cablu este reacţiune la reacţiune !

2N

2G

a

T

1N

1G

F

Să analizăm sistemul de mai jos, rupând legăturile şi observând deplasarea corpurilor:

T

III

1Fa

Se deplasează doar primul corp! Legăm al doilea corp şi

constatăm că pentru deplasare cu aceeaşi accleraţie este necesară o forţă mai mare!

Concluzia este că legarea celui de-al doile corp, îngreunează deplasarea primului şi face posibilă deplasarea celui de al doliea corp – prin intermediul cablului!

G

T

T

Un alt exemplu în care se evidenţiază tensiunea mecanică ca sistem de forţe interne. Se respectă acelaşi raţionament !

pentru subsistemul T G I

pentru subsistT emul IIT

FORŢA ELASTICĂFORŢA ELASTICĂ● Forţa elastică - reprezintă forţa care apare în

corpurile elastice şi se opune deformării acestora, aducând corpul la forma iniţială, după încetarea acţiunii forţei deformatoare.

Corpurile elastice - sunt corpuri care au proprietatea de a reveni la forma iniţială după încetarea acţiunii deformatoare.

Exemplu: pendulul elastic (resortul).• Legea care exprimă comportarea corpurilor

elastice este Legea lui Hooke. Deducerea acesteia o realizăm pe bază experimentală: • Materiale necesare- pendule elastice de lungimi , secţiuni

diferite şi confecţionate din materiale diferite.

LEGEA LUI HOOKELEGEA LUI HOOKEEnunţ- În corpuri perfect elastice deformarea relativă este proporţională cu efortul unitar .

Prin urmare, este o constantă de proporţionalitate, respectiv constantă de material; E- modul de elasticitate Young.

0 0

1 l Fl E

nS

Di

1E

0

0

E SF ll

,unde 0

0

E S

Kl

-este constanta elastică → constantă care include pe lângă constanta de material E şi dimensiunile geometrice iniţiale.

Prin urmare relaţia forţei deformatore va fi:

deformatoareF K l

Conform principiului III: e dF F

eF k l