FisicaI: Mecànica. Luis Carlos Pardo Despatx C2.4

Transcripción

1 FisicaI: Mecànica Luis Carlos Pardo Despatx C2.4

2 1.- Forces a la natura 2.- Lleis de Newton Força i massa. Llei de moviment. Superposició. Unitats Diagrama del sòlid lliure Fregament Quantitat de moviment: llei de conservació Impuls lineal 3.- Sistemes de referència no inercials

3 1.- Forces a la natura 2.- Lleis de Newton Força i massa. Llei de moviment. Superposició. Unitats Diagrama del sòlid lliure Fregament Quantitat de moviment: llei de conservació Impuls lineal 3.- Sistemes de referència no inercials

4 Gravitació llargues distàncies, poc intensa, atractiva, massa Electromagnètica Curtes distàncies, molt intensa, atractiva i repulsiva, càrrega Nuclear feble Molt curtes distàncies(dins l àtom), atracció, repulsió i canvi d identitat, gust Nuclear forta Molt molt curtes distàncies (dins el neutró o protó), atracció o repuldió, color

5 1.- Forces a la natura 2.- Lleis de Newton Força i massa. Llei de moviment. Superposició. Unitats Diagrama del sòlid lliure Fregament Quantitat de moviment: llei de conservació Impuls lineal 3.- Sistemes de referència no inercials

6 No sé cómo puedo ser visto por el mundo, pero en mi opinión, me he comportado como un niño que juega al borde del mar, y que se divierte buscando de vez en cuando una piedra más pulida y una concha más bonita de lo normal, mientras que el gran océano de la verdad se exponía ante mí completamente desconocido.

7 Les altres dues mecàniques Mecànica Quàntica Relativitat especial i general Planck Schrödinger * Heisenberg Albert Einstein Petites distàncies Ordinador quàntic Ignacio Cirac (1965- ) Grans distàncies Velocitats altes * Explicació sobre el gat de Schrödinger per Sheldon Cooper:

8 Primera llei de Newton o llei d inèrcia: un cos no afectat per cap causa es mou amb velocitat constant (moviment rectilini uniforme). Segona llei de Newton o llei de moviment: la força que actua sobre una partícula és proporcional a l acceleració i la constant de proporcionalitat és la massa (inercial) de la partícula. F ma F(, r v,) t ma F(, r r,) t mr A) B) C) Tercera llei o llei d acció i reacció: Sempre que un cos exerceix una força sobre un altre, aquest segon cos exerceix una força igual i de sentit contrari sobre el primer F F ij ji

9 Defineix la força: causa del moviment Segona llei de Newton Defineix la massa (inercial): ressistència a ser mogut F F m a a a 1 a 2 F 1 F 2 És una llei de moviment: donada la força i les condicions inicials (posició i velocitat) calculo la trajectòria r r ( t ) v v ( t ) + F ma mr Equació del moviment

10 Pi Principi i ide superposició ióde forces F 1 F F F F F Unitats de massa i força Unitat de massa (SI). El kilogram, kg: una massa de 1 kilogram és igual a la massa del patró internacional: un cilindre d iridi-platí custodiat a París pel BIPM. (Adoptat el 1889) Curiositats les rèpliques s anomenen K1, K2... No hi ha cap valor de referència la natura! les refs guanyen massa per adsorpció! La unitat de força en el SI és el newton (N).

11 1.- Forces a la natura 2.- Lleis de Newton Força i massa. Llei de moviment. Superposició. Unitats Diagrama del sòlid lliure Pèndol simple Fregament Quantitat de moviment: llei de conservació Impuls lineal 3.- Sistemes de referència no inercials

12 F 2(1) F 2(2) A F (1,2) r A 1(2) Diagrama del sòlid liure F 2(1) F 2(2) F F A(21) A A F F 1(2) (2) F 2 r A F A(12) F 1(1) F 1(1) Diagrama del sòlid liure: els lligams Contactes descrits per una força normal a la superficie de contacte T N N N N N x? Contactes descrits per una forces no normals a la superficie de contacte R N F F F f N x?!! 4,17,19

13 1.- Forces a la natura 2.- Lleis de Newton Força i massa. Llei de moviment. Superposició. Unitats Diagrama del sòlid lliure Pèndol simple Fregament Quantitat de moviment: llei de conservació Impuls lineal 3.- Sistemes de referència no inercials

14 Fregament estàtic µ e El cos està quiet El cos està encaixat e c Fregament cinètic µ c El cos està en moviment El cos fa petits salts Lliscament inminent: i F N e Eix x: N F en 0 N mg 0 N mg Eix y: F F mg e mg

15 Fregament estàtic µ e El cos està quiet El cos està encaixat e c Fregament cinètic µ c El cos està en moviment El cos fa petits salts Eix x: Eix y: Px N N P e y 0 0 Eix x: Eix y: Eix x: Eix y: mg sin N 0 N mgcos 0 mg sin N mg cos N e e Determinació del coeficient de fricció tan e 7, 8, 12, 13, 14, t4, t5, t6

16 1.- Forces a la natura 2.- Lleis de Newton Força i massa. Llei de moviment. Superposició. Unitats Diagrama del sòlid lliure Pèndol simple Fregament Quantitat de moviment: llei de conservació Impuls lineal 3.- Sistemes de referència no inercials

17 p mv Quantitat de moviment Relació amb la segona llei dp dt F Llei de conservació linial si sobre la partícula no actua cap força la quantitat de moviment es manté constant.

18 p mv Quantitat de moviment Relació amb la segona llei dp dt F Llei de conservació linial si sobre la partícula no actua cap força la quantitat de moviment es manté constant. Impuls Teorema del moment lineal Demo: p t I t2 Fdt t1 I p t dp Fdt 2 2 t t 1 1 I

19 És millor xocar contra una pilota d escuma o de ferro (de la mateixa massa)? x Teorema del moment lineal I p viˆ ( viˆ) 2viˆ I p pi2 v Força contra la paret F dp P I igual dt t t Per temps petits la força serà més gran t1, t2

20 1.- Forces a la natura 2.- Lleis de Newton Força i massa. Llei de moviment. Superposició. Unitats Diagrama del sòlid lliure Pèndol simple Fregament Quantitat de moviment: llei de conservació Impuls lineal 3.- Sistemes de referència no inercials

21 î N N Ascensor quiet (o a velocitat constant) NP0 Component î P Nmg 0 Nmg Una balança mesura la normal!! Què passa si l ascensor es mou amb una certa acceleració? Des de fora: î N P a NPma Component îi Nmg ma P Nma g Si a=-g la balança no marca res!! Si a=g N=2mg la balança marca el doble!! î Des de dintre: N P La L segona llei no es compleix o La gravetat a augmentat Et pots inventar una força fictícia (però no és recomanable)

22 Des de fora (i des de dalt): F f ma Component îi a n Ff R x F f ma n 2 N m v R 2 v mg m R Desdefora(idesdelcostat): des del NP0 N mg Per tal que el cotxe no llisqui el cotxe, el coeficient de fregament ha de ser gran: 2 v gr Quan la velocitat t del cotxe sigui i alta Quan el radi de curvatura sigui petit (quan la corba sigui tancada) 20,21,22, t11, t12

23

24 Péndol simple (no tan simple com sembla) F ma Eix y: N mg cos 0 mg sin ma Eix x: s l vl a l mg sin ml x Qualsevol l amplitud Petites oscil lacions sin g g sin L L () t Asin( t)