Mecanica fenomenologică Nicolae Sfetcu Publicat de MultiMedia Publishing Copyright 2018 Nicolae Sfetcu Toate drepturile rezervate. Nicio parte a acestei cărți nu poate fi reprodusă sau stocată într-un sistem electronic sau transmisă sub nicio formă sau prin orice mijloace electronice, mecanice, prin fotocopiere, prin înregistrare sau prin alte mijloace, fără permisiunea expresă scrisă a autorului. Publicat de MultiMedia Publishing, Drobeta Turnu Severin, 2018, www.setthings.com/editura ISBN 978-606-94665-0-6 Prima ediție DECLINARE DE RESPONSABILITATE: Având în vedere posibilitatea existenței erorii umane sau modificării conceptelor științifice, nici autorul, nici editorul și nicio altă parte implicată în pregătirea sau publicarea lucrării curente nu pot garanta în totalitate că toate aspectele sunt corecte, complete sau actuale, și își declină orice responsabilitate pentru orice eroare ori omisiune sau pentru rezultatele obținute din folosirea informațiilor conținute de această lucrare. Cu excepția cazurilor specificate în această carte, nici autorul sau editorul, nici alți autori, contribuabili sau alți reprezentanți nu vor fi răspunzători pentru daunele rezultate din sau în legătură cu utilizarea acestei cărți. Aceasta este o declinare cuprinzătoare a răspunderii care se aplică tuturor daunelor de orice fel, incluzând (fără limitare) compensatorii; daune directe, indirecte sau consecvente, inclusiv pentru terțe părți. Înțelegeți că această carte nu intenționează să înlocuiască consultarea cu un profesionist educațional, juridic sau financiar licențiat. Înainte de a o utiliza în orice mod, vă recomandăm să consultați un profesionist licențiat pentru a vă asigura că faceți ceea ce este mai bine pentru dvs. Această carte oferă conținut referitor la subiecte educaționale. Utilizarea ei implică acceptarea acestei declinări de responsabilitate. Mecanica (Manuscris arab despre o mașină. Data necunoscută (estimativ: secolele XVI-XIX). Mecanica clasică este fizica forțelor care acționează asupra corpurilor. Aceasta este adesea denumită "mecanica newtoniană", după Newton și legile sale privind mișcarea. Mecanica clasică este divizată în statica (obiectele în echilibru) și dinamica (obiectele în mișcare). Mecanica clasică descrie mișcarea obiectelor macroscopice, de la proiectile la piese de mașinării, precum și obiecte astronomice, cum ar fi nave spațiale, planete, stele și galaxii. Pe lângă aceasta, există mai multe specializări în cadrul mecanicii clasice care se ocupă de solide, lichide și gaze, și alte sub-teme specifice. Mecanica clasică prevede rezultate extrem de precise, atâta timp cât domeniul de studiu se limitează la obiecte mari și vitezele implicate nu se apropie de viteza luminii. Când obiectele tratate devin suficient de mici, este necesar să se introducă alt subdomeniu major al mecanicii, mecanica cuantică, care împacă legile macroscopice ale fizicii cu natura atomică a materiei, și se ocupă de dualitatea undă-particulă a atomilor și moleculelor. Atunci când nu se aplică niciunul din subdomeniile mecanicii, precum fenomenele la nivel cuantic cu mai multe grade de libertate, se aplică teoria câmpului cuantic. Teoria câmpului cuantic se aplică la distanțe mici și viteze mari cu mai multe grade de libertate, precum și în cazul schimbării numărului de particule pe parcursul interacțiunilor. În cazul gradelor mari de libertate la nivel macroscopic, intervine mecanica statistică. Mecanica statistică explorează numărul mare de particule și interacțiunile lor ca un întreg în viața de zi cu zi. Mecanica statistică este utilizată în principal în termodinamică. În cazul obiectelor cu viteza apropiindu-se de viteza luminii, mecanica clasică este suplimentată de teoria relativității restrânse. Relativitatea generală unifică teoria relativității restrânse cu legea lui Newton a gravitației universale, permițând fizicienilor să se ocupe de gravitație la un nivel mai profund. Termenul de mecanica clasică a fost inventat în secolul al 20-lea pentru a descrie sistemul de fizică început de Isaac Newton și mulți adepți contemporani ai filosofiei naturale din secolul al 17-lea, bazându-se pe teoriile astronomice anterioare ale lui Johannes Kepler, care, la rândul lor, s-au bazat pe observațiile precise ale lui Tycho Brahe și studiile de mișcare a proiectilului terestru ale lui Galileo. Deoarece aceste aspecte ale fizicii s-au dezvoltat cu mult înainte de apariția fizicii cuantice și a relativității, unele surse exclud teoria relativității a lui Einstein din această categorie. Cu toate acestea, mai multe surse moderne includ mecanica relativistă care, în opinia lor, reprezintă mecanica clasică în forma sa cea mai dezvoltată și mai precisă. Etapa inițială în dezvoltarea mecanicii clasice este adesea menționată ca mecanica newtoniană, și este asociată cu conceptele fizice folosite de și metodele matematice inventate de Newton însuși, în paralel cu Leibniz și alți fizicieni. Mai târziu, s-au dezvoltat metode mai abstracte și mai generale, ceea ce a dus la reformulări ale mecanicii clasice, cunoscute sub numele de mecanica Lagrange și mecanica hamiltoniană. Aceste progrese au fost în mare parte realizate în secolele 18 și 19, și se extind în mod substanțial dincolo de activitatea lui Newton, în special prin utilizarea mecanicii analitice. În cele din urmă, matematica dezvoltată pentru aceste domenii ale mecanicii clasice a fost esențială pentru crearea mecanicii cuantice. Cu toate acestea, mecanica clasică este încă foarte utilă, pentru că (i) este mult mai simplu și mai ușor de aplicat decât celelalte teorii, și (ii) are o gamă foarte mare de valabilitate. Mecanica clasică poate fi folosită pentru a descrie mișcarea obiectelor de dimensiuni umane, multe obiecte astronomice (cum ar fi planetele și galaxiile, și chiar anumite obiecte microscopice (cum ar fi moleculele organice.) Istoria Grecii, şi Aristotel în special, au fost primii care au considerat că există principii abstracte care guvernează natura. Unul dintre primii oameni de ştiinţă care au sugerat legi abstracte a fost Galileo Galilei, care a efectuat, de asemenea, celebrul experiment de cădere a două bile diferite din turnul din Pisa (teoria şi practica a arătat că ambele au lovit pământul în acelaşi timp). Sir Isaac Newton a fost primul care a propus cele trei legi de mişcare (legea inerţiei, a doua lege menţionată mai sus, şi legea acţiunii şi reacţiunii), şi a demonstrat că aceste legi guvernează atât obiecte de zi cu zi cât şi obiecte cereşti. Newton a dezvoltat, de asemenea, algoritmul necesar pentru a efectua calculele matematice implicate în mecanica clasică. După Newton domeniul a devenit mai matematizat şi mai abstract. Concepte de bază (Analiza mișcării proiectilului este o parte a mecanicii clasice. https://en.wikipedia.org/wiki/File:Tir_parab%C3%B2lic.svg) Pentru simplificare, de multe ori se modelează obiectele din lumea reală sub formă de particule punctiforme, obiecte cu dimensiuni neglijabile. Mișcarea unei particule punctuală este caracterizată de un număr mic de parametri: poziția sa, masa, și forțele aplicate acesteia. În realitate, obiectele pe care mecanica clasică le poate descrie au întotdeauna o dimensiune diferită de zero. (Fizica particulelor foarte mici, cum ar fi electronul, este descrisă mai precis de mecanica cuantică). Obiectele cu dimensiuni diferite de zero au un comportament mult mai complicat decât particulele punctiforme ipotetice, din cauza gradelor suplimentare de libertate: o minge de baseball se poate roti în timp ce se deplasează, de exemplu. Cu toate acestea, rezultatele pentru particule punctiforme pot fi folosite pentru a studia astfel de obiecte prin tratarea lor ca obiecte compozite, alcătuite dintr-un număr mare de particule punctuale care interacționează. Centrul de masă al unui obiect compus se comportă ca o particulă punctuală. Mecanica clasică folosește noțiuni de bun-simț despre modul în care materia și forțele există și interacționează. Se presupune că materia și energia au atribute definite, care pot fi cunoscute, cum ar fi poziția și viteza unui obiect. De asemenea, se presupune că obiectele pot fi influențate în mod direct numai de mediul lor imediat, cunoscut sub numele de principiul localității. În mecanica cuantică, un obiect poate avea nedeterminată fie poziția fie viteza acestuia. Poziția și derivatele sale Sistemul internațional de unități derivate "mecanic" (respectiv, care nu este electromagnetic sau termic) cu kg, m și s: poziția (m), poziția unghiulară/unghi (fără unități (radian)), viteza (m*s-1), viteza unghiulară (s-1), accelerația (m*s-2), accelerația unghiulară (s-2), jerk (m*s-3), "jerk unghiular" (s-3), energia specifică (m2*s-2), debitul dozei absorbite (m2*s-3), momentul de inerție (kg*m2), impulsul (kg*m*s-1), momentul cinetic (kg*m2*s-1), forța (kg*m*s-2), cuplul (kg*m2*s-2), energia (kg*m2*s-2), puterea (kg*m2*s-3), presiunea și densitatea de energie (kg*m1*s-2), tensiunea superficială (kg*s-2), constanta elastică (kg*s-2), iradianța și fluxul de energie (kg*s-3), vâscozitatea cinematică (m2*s-1), vâscozitatea dinamică (kg*m-1*s-1), densitatea (densitatea masei) (kg*m-3), densitatea (densitatea greutății) (kg*m-2*s-2), densitatea numerică (m-3), acțiunea (kg*m2*s-1). Poziția unei particule punctuale este definită în raport cu un punct de referință fix arbitrar, O, în spațiu, de obicei însoțit de un sistem de coordonate, cu punctul de referință situat în originea sistemului de coordonate. Acesta este definit ca vectorul r de la O la particulă. În general, particula punctuală nu este nevoie să fie fixă în raport cu O, deci r este o funcție de t, timpul scurs de la un moment inițial arbitrar. În pre-teoria relativității lui Einstein (cunoscută sub numele de teoria relativității galileiene), timpul este considerat un absolut, adică, intervalul de timp între orice pereche dată de evenimente este același pentru toți observatorii. În plus față de considerarea timpului absolut, mecanica clasică se bazează pe geometria euclidiană pentru structura spațiului. Viteza vectorială și scalară Viteza, sau rata de schimbare a poziției în timp, este definit ca derivata poziției în raport cu timpul: v = dr/dt. În mecanica clasică, vitezele sunt direct aditive și substractive. De exemplu, în cazul în care o mașină care merge spre est cu 60 km/h trece de o altă mașină care merge spre est cu 50 km/h, atunci din perspectiva mașinii mai lente mașina mai rapidă se deplasează spre est cu 60-50=10 km/h. În același timp, din punctul de vedere al mașinii mai rapide, mașina mai lentă se deplasează cu 10 km/h spre vest. Vitezele sunt direct aditive sub formă de cantități vectoriale; acestea trebuie să fie tratate cu ajutorul analizei vectoriale. Accelerația Accelerația, sau rata de schimbare a vitezei, este derivata vitezei în raport cu timpul (derivata a doua a poziției în raport cu timpul): a = dv/dt = d2r/dt2 Accelerația reprezintă schimbarea vitezei de-a lungul timpului: fie a mărimii fie a direcției vitezei, sau ambele. Dacă numai mărimea v a vitezei scade, acest lucru este uneori menționat ca decelerație, dar în general orice schimbare a vitezei cu timpul, inclusiv decelerația, este denumită simplu accelerație. Cadre de referință Întrucât poziția, viteza și accelerația unei particule pot fi referențiate pentru orice observator în orice stare de mișcare, mecanica clasică presupune existența unei familii speciale de cadre de referință față de care legile mecanice ale naturii iau o formă relativ simplă. Aceste cadre de referință speciale sunt numite cadre inerțiale. Un cadru inerțial este astfel încât atunci când un obiect fără interacțiuni de forță (o situație idealizată) este văzut din el, pare să fie în repaus sau într-o stare de mișcare uniformă în linie dreaptă. Aceasta este definiția fundamentală a unui sistem inerțial. Ele sunt caracterizate prin cerința ca toate forțele care se aplică legilor fizice ale observatorului au originea în surse identificabile (sarcini electrice, corpuri gravitaționale, etc.) Un cadru de referință non-inerțial este accelerat în raport cu unul inerțial, și într-un cadru noninerțial o particulă este supusă accelerației de către forțe fictive care intră în ecuațiile de mișcare exclusiv ca rezultat al mișcării sale accelerate, și care nu provin din surse identificabile. Aceste forțe fictive sunt în plus față de forțele reale recunoscute într-un cadru inerțial. Un concept cheie al cadrelor inerțiale este metoda de identificare a acestora. Pentru scopuri practice, cadrele de referință care sunt neaccelerate față de stelele îndepărtate (puncte extrem de îndepărtate) sunt considerate ca fiind aproximări bune de cadre inerțiale. Să luăm în considerare două cadre de referință S și S'. Pentru observatorii din fiecare dintre cadrele de referință un eveniment are coordonate spațio-temporale (x, y, z, t) în cadrul S și (x', y', z', t') în cadrul S'. Presupunând că timpul se măsoară la fel în toate cadrele de referință, și dacă impunem x = x', la t = 0, atunci relația dintre coordonatele spațiu-timp ale aceluiași eveniment observat din cadrele de referință S' și S, care se deplasează cu o viteză relativă u în direcția x, este: x' = x u * t y' = y z' = z t' = t. Acest set de formule definește o transformare de grup cunoscută sub numele de transformarea galileiană. Acest grup este un caz de limitare a grupului Poincaré utilizat în teoria relativității restrânse. Cazul de limitare se aplică atunci când viteza u este foarte mică în comparație cu c, viteza luminii. Transformările au următoarele consecințe: • v' = v u (viteza v' a unei particule din perspectiva lui S' este mai mică cu u decât viteza v a acesteia din perspectiva lui S) • a' = a (accelerația unei particule este aceeași în orice sistem de referință inerțial) • F' = F (forța asupra unei particule este aceeași în orice sistem de referință inerțial) • viteza luminii nu este o constantă în mecanica clasică, și nici poziția specială pentru viteza luminii din mecanica relativistă nu are un corespondent în mecanica clasică. Pentru unele probleme, este convenabil să se utilizeze coordonate (cadre de referință) rotative. Astfel se poate păstra fie o mapare a unui sistem inerțial convenabil, fie să se introducă în plus o forță centrifugă fictivă și o forță Coriolis. Dincolo de legile lui Newton Mecanica clasică include, de asemenea, descrieri ale mișcărilor complexe ale obiectelor nonpunctiforme extinse. Legile lui Euler oferă extensii pentru legile lui Newton în acest domeniu. Conceptele de moment cinetic se bazează pe aceleași calcule folosite pentru a descrie mișcarea unidimensională. Ecuația rachetei extinde noțiunea de rata de schimbare a impulsului unui obiect de a include efectele unui obiect care "pierde masă". Există două formulări alternative importante ale mecanicii clasice: mecanică lagrangiană și mecanică hamiltoniană. Acestea, și alte formulări moderne, de obicei elimină conceptul de "forță" referindu-se în schimb la alte mărimi fizice, cum ar fi energia, viteza și impulsul, pentru a descrie sistemele mecanice în coordonate generalizate. Expresiile de mai sus pentru impuls și energie cinetică sunt valabile doar atunci când nu există nicio contribuție semnificativă electromagnetică. În electromagnetism, a doua lege a lui Newton pentru cabluri purtătoare de curent nu mai este valabilă dacă se include contribuția câmpului electromagnetic la impulsul sistemului așa cum este exprimată de vectorul Poynting împărțit la c2, unde c este viteza luminii în spațiu liber. Prima lege de mișcare a lui Newton Inerția Din latina originală a cărții Principia a lui Newton: "Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare." Tradus în limba română: "Legea I: Fiecare corp persistă în starea sa de odihnă sau de mișcare uniformă, cu excepția cazului în care este obligat să-și schimbe starea prin o forță imprimată." Filosoful antic grec Aristotel a avut convingerea că toate obiectele au un loc natural în univers: obiectele grele (cum ar fi rocile) caută să rămână în repaos pe Pământ iar obiectele ușoare precum fumul caută să rămână în repaos în cer iar stelele caută să rămână în repaos în ceruri. El credea că un corp era în stare naturală atunci când era în repaus, iar pentru ca acel corp să se miște în linie dreaptă, la o viteză constantă, este nevoie de un agent extern pentru a-l propulsa, altfel ar înceta să se miște. Cu toate acestea, Galileo Galilei și-a dat seama că este necesară o forță pentru a schimba viteza unui corp, adică o accelerație, dar nu este necesară nicio forță pentru a-și menține viteza. Cu alte cuvinte, Galileo a declarat că, în absența unei forțe, un obiect în mișcare va continua să se miște. (Tendința obiectelor de a rezista schimbărilor în mișcare a fost ceea ce Johannes Kepler numise inertia.) Această înțelegere a fost îmbunătățită de Newton, care a dezvoltat-o în prima sa lege, cunoscută și sub numele de "legea inerției" nicio forță înseamnă nicio accelerare, și deci corpul își va menține viteza. Deoarece prima lege a lui Newton este o recapitulare a legii inerției pe care Galileo o descrisese deja, Newton a acordat în mod corespunzător credit lui Galileo Galilei. Legea inerției a apărut a fost observată, aparent, de mai mulți filozofi și oameni de știință, inclusiv Thomas Hobbes în Leviathan. Filosoful și matematicianul din secolul al XVII-lea, René Descartes, a formulat, de asemenea, legea, deși nu a efectuat niciun experiment care să o confirme. Aristotel despre mișcare Aristotel Aristotel (384-322 î.e.n.) a fost un filosof grec și om de știință născut în orașul Stagira, Halkidice, la periferia de nord a Greciei clasice. Scrierile sale acoperă multe subiecte inclusiv fizica, biologie, zoologie, metafizică, logică, etică, estetică, poezie, teatru, muzică, retorică, psihologie, lingvistică, politică și guvernare. La scurt timp după moartea lui Platon, Aristotel a plecat din Atena și, la cererea lui Filip al II-lea al Macedoniei, a devenit tutorele lui Alexandru cel Mare în anul 343 î.e.n. Opiniile lui Aristotel asupra științei fizice au influențat profund învățământul medieval. Influența lor s-a extins din perioada antică târzie și din Evul Mediu timpuriu în Renaștere și nu a fost înlocuită sistematic până la Iluminism și de teorii cum ar fi mecanica clasică. În Fizica Aristotel a încercat să analizeze și să definească mișcarea din un punct de vedere filosofic. Aristotel a intenționat să stabilească principiile generale ale schimbării care guvernează toate corpurile naturale, atât cele vii cât și neînsuflețite, celeste și terestre inclusiv mișcarea, schimbarea în funcție de loc, schimbarea în funcție de mărime sau număr, schimbarea calitativă de orice fel; și "venind să fie" (începându-și existența, "generarea") și "plecând" (care nu mai există, "corupere"). (Cele patru elemente terestre) Obiectele terestre se ridică sau cad, într-o măsură mai mare sau mai mică, în funcție de raportul dintre cele patru elemente din care sunt compuse. De exemplu, pământul, cel mai greu element, și apa, cad spre centrul cosmosului; prin urmare, Pământul și, în cea mai mare parte, oceanele sale, au venit deja să se odihnească acolo. La extrema opusă, cele mai ușoare elemente, aerul și în special focul, se ridică și se îndepărtează de centru. Elementele nu sunt practic substanțe în teoria aristotelică (sau în sensul modern al cuvântului). Acestea sunt abstracții utilizate pentru a explica natura și comportamentul variat al materialelor reale în termenii raporturilor dintre ele. Mișcarea și schimbarea sunt strâns legate de fizica aristoteliană. Mișcarea, conform lui Aristotel, a implicat o schimbare de la potențialitate la actualitate. El a dat exemplul a patru tipuri de schimbare. Aristotel a sugerat că viteza la care două obiecte în formă identică se scufundă sau cad este direct proporțională cu greutățile lor și invers proporțională cu densitatea mediului prin care se mișcă. În descrierea vitezei lor terminale, Aristotel trebuie să stipuleze că nu va exista nicio limită cu care să se compare viteza atomilor care cad prin vid (s-ar putea mișca oricât de repede pentru că nu ar exista un loc special pentru ca aceștia să se oprească în vid ). Acum însă se înțelege că în orice moment înainte de atingerea vitezei terminale într-un mediu lipsit de rezistență, cum ar fi aerul, se așteaptă ca două astfel de obiecte să aibă viteze aproape identice, deoarece ambele experimentează o forță de gravitație proporțională cu masele lor și au fost astfel accelerate la aproape aceeași viteză. Acest lucru a devenit evident mai ales din secolul al XVIII-lea, când au început să se facă experimente parțiale în vid, dar cu aproximativ două sute de ani mai devreme Galileo a demonstrat deja că obiecte de greutăți diferite ajung la pământ în momente similare. În afară de tendința naturală de ridicare de la Pământ și cădere a obiectelor, mișcarea nenaturală sau forțată dintr-o parte în alta rezultă din coliziunea și alunecarea turbulentă a obiectelor, precum și din transmutarea elementelor (generarea coruperii). Ca loc fără să existe nimic la sau în interiorul lui, Aristotel a argumentat împotriva posibilității unui vid sau a unui gol. Deoarece a crezut că viteza mișcării unui obiect este proporțională cu forța aplicată (sau, în cazul mișcării naturale, greutatea obiectului) și invers proporțională cu vâscozitatea mediului, el a raționat că obiectele care se mișcă într-un gol s-ar mișca oricât de repede și astfel toate obiectele care înconjoară golurile s-ar umple imediat. Prin urmare, golurile nu s-ar putea forma niciodată. Viteza ideală a unui obiect terestru este direct proporțională cu greutatea acestuia. În natură, totuși, nu se produce vidul, materia care obstrucționează calea obiectului este un factor limitator care este invers proporțional cu vâscozitatea mediului. Potrivit lui Aristotel, există patru moduri de a explica aitia sau cauzele schimbării. El scrie că "nu avem cunoștință despre un lucru până când nu ne-am înțeles de ce-ul lui, adică cauza lui." Mișcarea fizică pentru Aristotel este în esență tranzitorie, un fenomen etern, un proces, un flux, o devenire, în care și prin care lucrurile constituie, se actualizează și se realizează, scopul final fiind repaosul. Mișcarea este o devenire, o schimbare: "actus entis in potentia in quantum est in potentia". Sistemul heliocentric Teoria dominantă în Europa la începutul secolului XVI a fost cea pe care Ptolemeu a publicat-o în Almagest, circa 150 e.n.; Pământul era centrul fix al universului. Stelele erau încorporate într-o sferă exterioară mare care se rotea rapid, aproximativ zilnic, în timp ce fiecare dintre planete, Soarele și Luna erau încorporate în propriile lor sfere mai mici. Sistemul lui Ptolemeu a folosit diverse artificii, inclusiv epicicluri, deferențe și ecuații, pentru a explica observațiile conform cărora căile acestor corpuri se deosebeau de orbitele simple, circulare centrate pe Pământ. Cu ceva timp înainte de 1514, Nicolaus Copernic (1473-1543) a pus la dispoziția prietenilor "Commentariolus" ("Scurt comentariu"), un manuscris de patruzeci de pagini care descrie ideile sale despre ipoteza heliocentrică. Acesta conținea șapte ipoteze de bază (detaliate mai jos). Ulterior, a continuat să colecteze date pentru o lucrare mai detaliată. (Viziunea lui Copernicus asupra universului în Dē revolutionibus orbium coelestium) În jurul anului 1532, Copernic și-a finalizat lucrarea pe manuscrisul lui Dē revolutionibus orbium coelestium; dar, deși l-a arătat celor mai apropiați prieteni, el a rezistat publicării opiniilor sale, nedorind, așa cum a mărturisit, să riște disprețul "la care s-ar expune datorită noutății și incomprehensibilității tezelor sale". În 1533, Johann Albrecht Widmannstetter a ținut o serie de prelegeri în Roma, în care a arătat teoria lui Copernicus. Papa Clement al VII-lea și câțiva cardinali catolici au auzit de prelegeri și au fost interesați de această teorie. Pe atunci, lucrarea lui Copernic se apropia de forma sa definitivă, iar zvonurile despre teoria lui au ajuns la oameni educați din întreaga Europă. În ciuda solicitărilor din multe locuri, Copernic a întârziat publicarea cărții sale, probabil de teama criticilor o teamă delicată exprimată în dedicarea ulterioară a capodoperei sale papei Paul al III-lea. Cercetătorii nu sunt de acord cu privire la faptul dacă îngrijorarea lui Copernic a fost limitată la posibilele obiecții astronomice și filosofice sau dacă a fost, de asemenea, îngrijorat de obiecții religioase. Lucrarea majoră a lui Copernic asupra teoriei sale heliocentrice a fost Dē revolutionibus orbium coelestium, publicată în anul morții sale, 1543. El și-a formulat teoria până în 1510. Commentariolus lui Copernic a rezumat teoria sa heliocentrică. El a enumerat "ipotezele" pe care se baza teoria, după cum urmează: • 1. Nu există nici un centru al tuturor cercurilor sau sferelor celeste. • 2. Centrul pământului nu este centrul universului, ci doar ceantrul de gravitație și al sferei lunare. • 3. Toate sferele se învârt în jurul soarelui ca centrul lor și, prin urmare, soarele este centrul universului. • 4. Raportul dintre distanța pământului de la soare și înălțimea firmamentului (sfera cea mai îndepărtată celestă care conține stelele) este atât de mică față de raportul dintre raza pământului și distanța de la soare încât distanța de la pământ la soarele este imperceptibilă în comparație cu înălțimea firmamentului. • 5. Orice mișcare apare în firmament nu rezultă din mișcarea firmamentului, ci din mișcarea pământului. Pământul, împreună cu elementele sale circumscrise, efectuează o rotație completă în jurul polilor săi ficși într-o mișcare zilnică, în timp ce firmamentul și cerul cel mai înalt se mențin neschimbate. • 6. Ceea ce ni se pare ca mișcări ale soarelui nu apar din mișcarea sa, ci din mișcarea pământului și a sferei noastre, cu care ne învârtim în jurul soarelui ca orice altă planetă. Pământul are, astfel, mai multe mișcări. • 7. Mișcarea aparent retrogradă și directă a planetelor nu apar din mișcarea lor, ci din cea a pământului. Prin urmare, numai mișcarea pământului este suficientă pentru a explica atât de multe inegalități aparente în ceruri. De revolutionibus în sine a fost împărțit în șase secțiuni sau părți, numite "cărți": • 1. Viziunea generală a teoriei heliocentrice și o expunere sumară a ideii sale despre lume • 2. În principal teoretică, prezintă principiile astronomiei sferice și o listă de stele (ca bază a argumentelor dezvoltate în cărțile ulterioare) • 3. În special, dedicată mișcărilor aparente ale Soarelui și fenomenelor asociate • 4. Descrierea Lunii și a mișcărilor sale orbitale • 5. Expunerea mișcărilor în longitudine a planetelor non-terestre • 6. Expunerea mișcărilor în latitudine a planetelor non-terestre Galileo Galilei Galileo și turnul înclinat Galileo Galilei (15 februarie 1564 8 ianuarie 1642) a fost un polimat italian. Galileo este o figură centrală în tranziția de la filosofia naturală la știința modernă și în transformarea Renașterii științifice într-o revoluție științifică. Susținerea de către Galileo a heliocentrismului și copernicanismului a fost controversată în timpul vieții sale, când cei mai mulți au adoptat fie geocentrismul, fie sistemul tychonic. El a întâlnit opoziția astronomilor, care se îndoiau de heliocentrism datorită absenței unei paralaxe stelare observate. Problema a fost investigată de Inchiziția Romană din 1615, care a concluzionat că heliocentrismul este "nebunesc și absurd în filosofie, și formal eretic, deoarece contrazice în mod explicit în multe locuri sensul Sfintei Scripturi". Galileo și-a apărat ulterior punctele de vedere în Dialogul privind cele două sisteme principale ale lumii, care păreau să-l atace pe Papa Urban al VIII-lea și, astfel, l-au înstrăinat și de iezuiți, care îl susținuseră până atunci pe Galileo. A fost judecat de Inchiziție, găsit "suspect în mod vehement de erezie" și forțat să se retragă. Și-a petrecut restul vieții în arest la domiciliu. În timpul arestului la domiciliu, el a scris una dintre cele mai cunoscute lucrări, Două științe noi, în care a rezumat lucrarea pe care o făcuse cu patruzeci de ani în urmă cu privire la cele două științe numite acum cinematica și forța materialelor. Galileo a studiat viteza, gravitația și căderea liberă, principiul relativității, inerția, mișcarea proiectilelor și, de asemenea, a avut contribuții în știința și tehnologia aplicată, descriind proprietățile pendulurilor și a "balanțelor hidrostatice", inventând termoscopul și diverse compasuri militare, și folosind telescopul pentru observațiile științifice ale obiectelor celeste. Contribuțiile sale în astronomia observațională includ confirmarea telescopică a fazelor lui Venus, descoperirea celor patru mari sateliți ai lui Jupiter, observarea inelelor lui Saturn (deși nu le-a putut vedea suficient de bine pentru a discerne adevărata lor natură) și analiza petelor solare . Cunoscut pentru munca sa ca astronom, fizician, inginer, filozof și matematician, Galileo a fost numit "tatăl astronomiei observaționale", "tatăl fizicii moderne", "tatăl metodei științifice" și chiar "tatăl științei". (Placă în memoria experimentelor lui Galileo Galilei, https://en.wikipedia.org/wiki/File:Plaque_galileo.jpg) O biografie a elevului și secretarului lui Galileo, Vincenzo Viviani, Racconto istorico della vita di Galileo Galilei (Historical Account of the Life of Galileo Galilei, publicată în 1717, mult timp după moartea lui Viviani, afirmă că Galileo a lăsat să cadă bile din același material, dar diferite masive, din Turnul înclinat din Pisa, pentru a demonstra că timpul lor de coborâre este independent de masa lor. Acest lucru era contrar a ceea ce ar fi afirmat Aristotel: că obiectele mai grele cad mai repede decât cele mai ușoare, în proporție directă cu greutatea lor. Galileo nu a vorbit niciodată despre un astfel de experiment, și este în general acceptat de istorici, cu unele excepții, că acesta a fost cel mult un experiment gândit, care nu a avut loc în realitate. Experimentul descris a fost realizat de Simon Stevin (cunoscut sub numele de Stevinus) și Jan Cornets de Groot, deși clădirea folosită ar fi fost, de fapt, turnul bisericii din Delft în 1586. Totuși, majoritatea experimentelor sale cu corpuri care cad au fost efectuate cu ajutorul unor planuri înclinate unde atât problemele de sincronizare cât și rezistența la aer au fost mult reduse. În Discursul lui din1638, Salviati, personajul lui Galileo, considerat pe scară largă ca purtător de cuvânt al lui Galileo, a susținut că toate greutățile inegale ar cădea cu aceeași viteză finită într-un vid. Dar acest lucru fusese deja susținut de Lucretius și Simon Stevin. Salviati al lui Cristiano Banti a susținut, de asemenea, că ar putea fi demonstrat experimental prin compararea mișcărilor pendulului în aer cu corpuri de plumb și plută care aveau o greutate diferită, dar care aveau altfel mișcări similare. Galileo a susținut că un corp în căderea va cădea cu o accelerație uniformă, atâta timp cât rezistența mediului prin care acesta trece rămâne neglijabilă sau în cazul limită al căderii sale prin vid. De asemenea, el a derivat legea cinematică corectă pentru distanța parcursă în timpul unei accelerații uniforme pornind de la repaos și anume, că este proporțională cu pătratul timpului scurs (d α t2). Înainte de Galileo, Nicole Oresme, în secolul al XIV-lea, a derivat legea pătrată în timp pentru o schimbare uniformă accelerată, iar Domingo de Soto sugerase în secolul al XVI-lea că corpurile care cad într-un mediu omogen ar fi accelerate uniform. Galileo a exprimat legea cu pătratele timpului folosind construcții geometrice și cuvinte matematice precise, aderând la standardele zilei. (A rămas pentru alții să re-exprime legea în termeni algebrici). El a concluzionat de asemenea că obiectele își păstrează viteza în absența oricăror impedimente în mișcarea lor, contrazicând astfel ipoteza aristoteliană general acceptată conform căreia un corp ar putea rămâne în așa-numita mișcare "violentă", "nenaturală" sau "forțată" doar atât timp cât un agent de schimbare ("cel care mișcă") va continua să acționeze asupra lui. Ideile filosofice referitoare la inerție au fost propuse de John Philoponus și Jean Buridan. Galileo a declarat: "Imaginați-vă orice particulă proiectată de-a lungul unui plan orizontal fără frecare, în acest caz știm, din cele explicate mai în detaliu în paginile anterioare, că această particulă se va deplasa de-a lungul aceluiași plan cu o mișcare uniformă și perpetuă, dacă planul nu are limite". Ideea aceasta a fost încorporată în legile mișcării lui Newton (prima lege). Experimentele lui Galileo Galilei cu planul înclinat (Reprezentarea unui corp pe un plan înclinat) Primele studii pe planul înclinat datează din epoca Egiptului antic, când se presupune că planul a fost folosit pentru a suprapune blocurile de piatră deasupra celorlalte în tehnicile de construcție. Cu toate acestea, cele mai importante contribuții teoretice la înțelegerea sa revin lucrărilor lui Giordano Nemorario și Galileo Galilei. Deja în secolul XIII, Giordano Nemorario, în De ratione ponderis, a stabilit că accelerația cu care călătorește corpul de-a lungul planului înclinat crește când un unghiul de înclinație crește. Majoritatea experimentelor lui Galileo Galilei cu corpuri care sunt lăsate să alunece au fost efectuate cu ajutorul planurilor înclinate în care atât problemele de sincronizare cât și rezistența la aer au fost mult reduse. În particular, Galileo Galilei prin planul înclinat a fost capabil să determine o valoare a accelerației gravitației ușor mai mică decât valoarea reală (9.80665 m/s2), datorită erorilor sistematice datorate acțiunii de frecare dinamică (datorită rugozității planului și a corpului în mișcare) și a fricțiunii vâscoase (datorită prezenței aerului). În Discorsi din 1638, personajul lui Galileo, Salviati, considerat unanim ca purtător de cuvânt al lui Galileo, a considerat că toate greutățile inegale ar cădea cu aceeași viteză finită în vid. Dar acest lucru a fost propus anterior de Lucretius și Simon Stevin. Salviati al lui Cristiano Banti a susținut, de asemenea, că ar putea fi demonstrat experimental prin compararea mișcărilor pendulului în aer cu bile de plumb și plută care au o greutate diferită, dar care altfel erau similare. Galileo a propus ca un corp care cade va avea o accelerație uniformă atâta timp cât rezistența mediului prin care acesta cade rămâne neglijabilă, sau în cazul limitării căderii sale prin vid. De asemenea, el a derivat legea cinematică corectă pentru distanța parcursă în timpul unei accelerații uniforme pornind de la repaus și anume, că este proporțională cu pătratul timpului scurs (d ~ t2). Înainte de Galileo, Nicole Oresme, în secolul al XIV-lea, a derivat legea pătrată în timp pentru o schimbare uniformă accelerată, iar Domingo de Soto sugerase în secolul al XVI-lea că corpurile care cad într-un mediu omogen ar fi accelerate uniform. Galileo a exprimat legea cu pătratul timpului folosind construcții geometrice și expresii matematice precise, aderând la standardele zilei. (A rămas pentru alții să reexprime legea în termeni algebrici). El a concluzionat, de asemenea, că obiectele își păstrează viteza în absența oricăror impedimente la mișcarea lor, contrazicând astfel ipoteza aristoteliană general acceptată până atunci conform căreia un corp ar putea rămâne în așa-numita mișcare "violentă", "nenaturală" sau "forțată" atâta timp cât agentul de schimbare ("care mișcă") va continua să acționeze asupra acestuia. Ideile filosofice referitoare la inerție au fost propuse de John Philoponus și Jean Buridan. Galileo a declarat: "Imaginați-vă orice particulă proiectată de-a lungul unui plan orizontal fără frecare, în acest caz știm, cel mai explicit din paginile anterioare, că această particulă se va deplasa de-a lungul aceluiași plan cu o mișcare uniformă și perpetuă, dacă planul nu are limite". Aceasta a fost încorporată în legile mișcării lui Newton (prima lege). O altă descoperire importantă făcută de Galileo cu experimentele pe planul înclinat este legea de conservare a energiei: de fapt, a observat că mișcarea (în special viteza) unei sfere de-a lungul planului este independentă de masa sferei în sine. Acest rezultat a fost repetat cu experimentul căderii gravitaționale, prin care a verificat că toate corpurile cad cu aceeași accelerație, unde rezistența opusă de mediu (aerul) este neglijabilă. Este posibil să se folosească un plan înclinat pentru a determina coeficientul de frecare dintre corp și plan, pur și simplu prin măsurarea unghiului dincolo de care corpul începe să coboare dea lungul acestuia. Din punct de vedere practic, planul înclinat este utilizat pentru a deplasa corpurile care folosesc mai puțin efort decât este necesar pentru ridicarea lor pe verticală. În laborator, planul înclinat poate fi folosit pentru a efectua experimente pentru determinarea valorii accelerației gravitaționale (cantitatea care stabilește mișcarea corpurilor spre centrul Pamântului). În timpul acestor experimente, se poate folosi un plan înclinat bine rectificat, de-a lungul căruia culisează un corp care este, de asemenea, bine lustruit (pentru a minimiza efectul disipativ de frecare) și de formă în general sferică sau cubică, prin efectuarea de măsurători la diferite unghiuri și cu diverse mase. Plan înclinat de la Muzeul Galileo (Demonstrație cu planul înclinat, Museo Galileo, Florența. https://it.wikipedia.org/wiki/File:Piano_inclinato_inv_1041_IF_21341.jpg) Planul înclinat păstrat la Muzeul Galileo din Florența are cinci clopote și un pendul și este proiectat pentru a confirma experimental legea lui Galilei a corpurilor care cad. Dispozitivul utilizează un alt principiu fizic important descoperit de Galileo: izocronismul pendulurilor de lungime egală. Acest principiu este evidențiat de pendulul conectat la plan, care oscilează cu perioade egale. Experimentul constă în a aduce o sferă în partea de sus a planului în același moment în care pendulul este pus să oscileze. La fiecare oscilație completă a pendulului, bila atinge unul dintre clopoțelurile aranjate de-a lungul planului înclinat la distanțe crescătoare. Experimentul nu numai că permite măsurarea creșterii distanțelor prin cădere naturală, dar percepe și acustic (prin sunetul clopotelor) accelerația constantă în timpul coborârii. Prima lege de mișcare a lui Newton Inerția este rezistența oricărui obiect fizic la orice schimbare a stării sale de mișcare. Aceasta include modificări ale vitezei, direcției sau stării obiectului. Inerția este, de asemenea, definită ca tendința obiectelor de a continua să se deplaseze în linie dreaptă la o viteză constantă. Principiul inerției este unul dintre principiile fundamentale ale fizicii clasice care este încă folosit pentru a descrie mișcarea obiectelor și modul în care sunt afectate de forțele aplicate asupra lor. În uz comun, termenul "inerție" se poate referi la "cantitatea de rezistență la schimbarea vitezei" a unui obiect (care este cuantificată prin masa sa) sau, uneori, la impulsul său, în funcție de context. Termenul "inerție" este mai bine înțeles ca o exprimare mai scurtă pentru "principiul inerției" descris de Newton în prima sa lege de mișcare: un obiect care nu este supus unei forțe externe nete se mișcă la o viteză constantă. Astfel, un obiect va continua să se deplaseze la viteza sa actuală până când o anumită forță va determina modificarea vitezei sau direcției sale. Pe suprafața Pământului, inerția este adesea mascată de efectele fricțiunii și rezistenței la aer, ambele având tendința de a scădea viteza obiectelor în mișcare (în mod obișnuit până la punctul de repaus) și gravitatea. Aceasta l-a făcut pe filosoful Aristotel să creadă în mod eronat că obiectele s-ar mișca numai atâta timp cât le-a fost aplicată forța: "... [corpul] se oprește atunci când forța care împinge obiectul care se deplasează nu mai are putere să-l împingă în direcția deplasării..." Prima lege a lui Newton Prima lege afirmă că, dacă forța netă (suma vectorială a tuturor forțelor care acționează asupra unui obiect) este zero, atunci viteza obiectului este constantă. Viteza este o cantitate vectorială care exprimă atât viteza obiectului, cât și direcția mișcării acestuia; prin urmare, afirmația că viteza obiectului este constantă este o afirmație că atât viteza, cât și direcția mișcării sale sunt constante. Prima lege poate fi declarată matematic atunci când masa este o constantă non-zero, Σ F = 0 ⇔ dv/dt = 0. Prin urmare, • Un obiect care se găsește în repaus va rămâne în repaus dacă nu acționează nicio forță asupra lui. • Un obiect care este în mișcare nu își va schimba viteza decât dacă o forță acționează asupra lui. Aceasta este cunoscută sub numele de mișcare uniformă. Un obiect rămâne în aceeași stare dacă nu se exercită nicio forță asupra acestuia. În cazul în care este în repaus, acesta continuă să rămână într-o stare de repaus (de ex., dacă o față de masă este trasă brusc de sub vasele aflate pe o masă, vasele rămân în starea inițială de repaus). Dacă un obiect se mișcă, acesta va continua să se miște fără a-și schimba direcția sau viteza. Acest lucru este evident în sondele spațiale care se mișcă continuu în spațiul cosmic. Schimbările de mișcare trebuie impuse împotriva tendinței unui obiect de a-și menține starea de mișcare. În absența forțelor nete, un obiect în mișcare tinde să se miște de-a lungul unei linii drepte pe o perioadă nedeterminată. Newton a formulat prima lege a mișcării pentru a stabili cadre de referință pentru care se aplică celelalte legi. Prima lege a mișcării postulează existența a cel puțin unui cadru de referință numit un cadru de referință newtonian sau inerțial, în raport cu care mișcarea unei particule care nu este supusă forțelor este o linie dreaptă cu o viteză constantă. Legea lui Newton este adesea menționată drept legea inerției. Astfel, o condiție necesară pentru mișcarea uniformă a unei particule față de un cadru de referință inerțial este că forța netă totală care acționează asupra ei este zero. În acest sens, prima lege poate fi reluată astfel: În fiecare univers material, mișcarea unei particule într-un cadru de referință preferențial Φ este determinată de acțiunea forțelor a căror sumă a dispărut pentru toate timpurile când și numai atunci când viteza particulei este constantă în Φ. Aceasta înseamnă că o particulă inițial în repaus sau în mișcare uniformă în cadrul preferențial Φ continuă în acea stare, dacă nu este obligată de forțe să o schimbe. Prima și a doua lege a lui Newton sunt valabile doar într-un cadru de referință inerțial. Orice cadru de referință care este în mișcare uniformă în raport cu un cadru inerțial este de asemenea un cadru inerțial (invarianța galileiană sau principiul relativității Newtoniene). Forța netă În fizică, este posibil să se determine cuplul asociat punctului de aplicare al unei forțe nete, astfel încât să se mențină mișcarea jeturilor obiectului sub sistemul original de forțe. Cuplul asociat, forța netă, devine forța rezultantă și are același efect asupra mișcării rotaționale ca suma forțelor reale luate împreună. Este posibil ca un sistem de forțe să definească o forță rezultantă fără cuplu. În acest caz, forța netă, atunci când este aplicată pe linia de acțiune corespunzătoare, are același efect asupra corpului ca suma forțelor din punctele lor de aplicare. Nu este întotdeauna posibil să se găsească o forță rezultantă fără cuplu. Forța totală (O metodă schematică pentru adunarea forțelor. https://en.wikipedia.org/wiki/File:Addition_of_forces.JPG ) Suma forțelor care acționează asupra unei particule se numește forța totală sau forța netă. Forța netă este o singură forță care înlocuiește efectul forțelor originale asupra mișcării particulelor. El dă particulei aceeași accelerație ca toate forțele actuale împreună, așa cum sunt descrise de a doua lege a mișcării lui Newton. Forța este o cantitate vectorială, ceea ce înseamnă că are o magnitudine și o direcție și este de obicei marcată în bold, precum F, sau folosind o săgeată deasupra literei. Din punct de vedere grafic, o forță este reprezentată ca un segment de linie de la punctul său de aplicare A la un punct B, care definește direcția și magnitudinea acesteia. Lungimea segmentului AB reprezintă magnitudinea forței. Calculul vectorial a fost dezvoltat la sfârșitul anilor 1800 și începutul anilor 1900. Regula paralelogramului folosită pentru adăugarea de forțe, totuși, datează din antichitate și este menționată explicit de către Galileo și Newton. Diagrama arată însumarea forțelor F1 și F2. Suma F a celor două forțe este diagonala unui paralelogram definit de cele două forțe. Forțele aplicate unui corp extins pot avea diferite puncte de aplicare. Forțele sunt vectori legați și pot fi însumați numai dacă sunt aplicați în același punct. Forța netă obținută de la toate forțele care acționează asupra unui corp nu își păstrează mișcarea decât dacă este aplicată în același punct și cu cuplul adecvat asociat cu noul punct de aplicare determinat. Forța netă pe un corp aplicat la un singur punct cu cuplul adecvat este cunoscută ca forța și cuplul rezultante. Cartea O privire de ansamblu asupra mecanicii clasice, care intenționează să ofere o acoperire a principiilor și tehnicilor fundamentale, un domeniu vechi dar care se află la baza întregii fizicii, și care în ultimii ani a cunoscut o dezvoltare rapidă. Se subliniază principiile de bază fenomenologice, fără a insista pe un formalism excesiv. Cartea începe cu o introducere în mecanică cu conceptele de bază, urmată de cele trei legi de mișcare ale lui Newton (inerția, forța, și acțiunea și reacțiunea), mecanica unidimensională (liniară viteza, accelerația, căderea liberă, masa inerțială și gravitaţională, forțe și interacțiuni, noțiuni de statică și dinamică, impulsul, coliziuni), energia (lucrul mecanic, puterea, energia potențială și cinetică, surse de energie) și un capitol special pentru mecanica mașinilor. Mișcarea de rotație este detaliată prin mișcarea circulară (momentul unghiular, forța centripetă, forța centrifugă, gravitația artificială). Sunt dedicate capitole speciale gravitației (legea universală a gravitației, câmpul gravitațional, teoria gravitației a lui Tesla și teoriile moderne ale gravitației) și mișcarea proiectilelor și sateliților (balistica proiectile, sateliți artificiali, orbite circulare și eliptice). O carte pentru studiul personal, concisă și ușor de citit, care clarifică aceste teorii și profunzimea mecanicii newtoniene, cel mai important domeniu al fizicii pe care se bazează toate celelalte abordări teoretice și explicații ale fenomenelor fizice. Ediția digitală (EPUB (ISBN 978-606-94665-2-0), Kindle (ISBN 978-606-94665-3-7), PDF (ISBN 978-606-94665-0-6)): https://www.setthings.com/ro/e-books/mecanica-fenomenologica/ Data publicării: 9 iulie 2018 Amazon (Print, Kindle) Ediția ilustrată (MultiMedia S.R.L.): https://www.amazon.com/dp/1722807709/ , Ediția alb-negru (MultiMedia Publishing, ISBN-13: 978-6069466513): https://www.amazon.com/dp/6069466519/ Smashwords (EPUB): https://www.smashwords.com/books/view/874444 Google (EPUB, PDF): https://books.google.ro/books?id=pjBjDwAAQBAJ eMag.ro (Print, PDF, EPUB, Kindle): https://www.emag.ro/mecanica-fenomenologicamultimedia-publishing-pdf-pbro118p/pd/DS5QVVBBM/ Cuprins Mecanica Istoria Concepte de bază - Poziția și derivații săi - Viteza vectorială și scalară - Accelerația - Cadre de referință Dincolo de legile lui Newton Prima lege de mișcare a lui Newton Inerția Aristotel despre mișcare - Aristotel Sistemul heliocentric Galileo și turnul înclinat - Galileo Galilei - Experimentele lui Galileo Galilei cu planul înclinat - - Plan înclinat de la Muzeul Galileo Prima lege de mișcare a lui Newton - Prima lege a lui Newton Forța netă - Forța totală - Regula paralelogramului pentru însumarea forțelor - Translație și rotire datorită unei forțe - - Forțe punctuale - - Corpuri rigide - Forța rezultantă - Folosire Mișcarea liniară Mișcarea este relativă (Invarianța galileiană) Dimensiuni - Timpul - - Măsurarea timpului - - Timpul în inginerie şi fizica aplicată - - Timpul în filosofie şi fizica teoretică - Spaţiu-timp - - Cadrul de referinţă - - Câteva fapte generale despre spaţiu-timp - - Este spaţiul-timp cuantificat? Viteza - Viteza instantanee - Viteza medie - Viteza vectorială - - Viteza vectorială constantă vs. accelerație - - Distincția dintre viteză și viteza vectorială - - Viteza vectorială medie - Viteza vectorială variabilă - - Viteza vectorială instantanee - - Relația cu accelerația - - Accelerație constantă - - Cantități care depind de viteza vectorială Accelerația - Definiție și proprietăți - Accelerația medie - Accelerația instantanee - Unități - Alte forme Căderea liberă - Exemple - Câmpul gravitațional uniform fără rezistență la aer - Ecuațiile căderii libere A doua lege de mișcare a lui Newton Forța Forța Frecarea - Frecarea uscată - - Legi ale frecării uscate - Reducerea frecării Masa și greutatea - Prezentare generală - Masa se opune accelerației (Masa și inerția) - - Masa inerțială - - Masa gravitaţională - - Echivalenţa maselor inerţială şi gravitaţională - - Consecinţele relativităţii A doua lege de mișcare a lui Newton - Variația de impuls - - Sisteme cu masă variabilă A treia lege de mișcare a lui Newton Acțiunea și reacțiunea Forțe și interacțiuni - Descrieri - Interacțiunea A treia lege de mișcare a lui Newton Acțiunea și reacțiunea - Interacțiunea cu solul - Forțele gravitaționale - Masa sprijinită - Masa pe un arc - Interpretări cauzale greșite - - "Egal și opus" - Forța centripetă și forța centrifugă Sumarul legilor de mișcare ale lui Newton - Prezentare generală Statica - Vectori - Forţa - - Momentul forţei - Ecuaţiile de echilibru - Momentul de inerţie - Solide - Fluide Dinamica - Principii - Dinamica liniară şi de rotaţie Impulsul Istoria conceptului Impulsul newtonian - Impulsul unei particule - Mai multe particule - Relația cu forța - Dependența de cadrul de referință Variația de impuls Conservarea impulsului Coliziuni - Prezentare generală - Tipuri de coliziuni - Coliziunea inelastică - - Formula - - Coliziune perfect inelastică - - Coliziuni parțial inelastice Energia Istorie Lucru mecanic - Calculul lucrului mecanic Puterea - Unități - Ecuații pentru putere - Puterea medie Energia mecanică - Ecuații - Conservarea energiei mecanice - - Pendul oscilant - - Ireversibilitatea - - Sateliți Energia potențială - Prezentare generală - Energia potențială gravitațională - Energia potențială chimică - Energia potențială electrică - Energia potențială nucleară Energia cinetică - Prezentare generală - Energia cinetică newtoniană - - Energia cinetică a corpurilor rigide - - Energia cinetică a sistemelor - - Rotația în sisteme Principiul lucru mecanic-energie - Lucrul mecanic și energia potențială - - Dependența de cale - - Independența căii - - Principiul lucru mecanic-energie Conservarea energiei - Istorie - Echivalentul mecanic al căldurii - Teorema lui Noether Mașini - Sisteme mecanice - Surse de putere - Mecanica - - Dinamica mașinilor - - Cinematica mașinilor Eficiența conversiei energiei - Prezentare generală - Valorile și eficiența încălzirii cu combustibil Surse de energie - Clasificarea resurselor - Combustibili fosili - Nuclear - - Fisiune - Surse regenerabile - - Hidroelectricitatea - - Vânt - - Solar - - Biocombustibili - - Geotermal - - Oceanic - Transmisie - Depozitare Mișcarea de rotație Mișcarea circulară - Mișcarea circulară uniformă - - Formule - Mișcarea circulară neuniformă Inerția rotațională (Momentul de inerție) - Introducere - Definiție Cuplul (Momentul forței) - Definirea terminologiei - Definiție - Unități Centrul de masă și centrul de greutate - Istorie - Definiție - Un sistem de particule - Centrul de greutate - Localizarea centrului de masă - - În două dimensiuni - - În trei dimensiuni - Aplicații - - Automobile - - Aeronautică - - Astronomie - - Mișcarea corpurilor umane Echilibrul mecanic Stabilitatea - Stabilitatea - - Test de stabilitate a energiei potențiale - - Derivata de ordinul doi < 0 - - Derivata de ordinul doi > 0 - - Derivata de ordinul doi = 0 sau nu există - - Sistem static nedeterminat Forța centripetă - Formula - Surse Forța centrifugă - Introducere - Exemple - - Vehicul în o curbă - - Mărgea pe un șirag - - Pământ - - - Greutatea unui obiect la poli și la ecuator - - - Căile ferate la ecuator - Forța centrifugă în cadru de referință în rotație - - Forțe fictive - - Forța centrifugă - - - Derivatele timpului într-un cadru rotativ - - - Accelerația - - - Forța Gravitația artificială - Centrifugal - - Mecanism - - Zborul în spațiu cu echipaj uman - - Centrifuge Momentul unghiular - Momentul scalar – unghiular în două dimensiuni - Discuţie - Momentul unghiular (definiție modernă) - Conservarea momentului unghiular Gravitația Istoria teoriei gravitației - Antichitate - Era modernă - - Teoria lui Newton despre gravitație - - Explicații mecanice ale gravitației Legea universală a gravitației - Istorie - Forma modernă Constanta gravitațională universală, G Legea inversului pătratului în gravitație - Formula - Justificare - Gravitația Greutatea și imponderabilitatea - Greutatea în mecanica newtoniană - Istorie - - Newton - - Relativitatea Maree - Caracteristici - Constituienți - Istoria fizicii mareelor - Forțe - Ecuațiile de maree ale lui Laplace - Mareele oceanelor - - Amplitudine și ciclu - - Batimetrie - Mareea Pământului - - Forța fluxului - - Mareea corporală - - Ceilalți contribuabili ai mareelor Pământului - Mareea atmosferei Pământului - - Caracteristici generale - Mareele lunare - - Componenta principală lunară semi-diurnă Câmpul gravitațional - Mecanica clasică Gravitația în interiorul unei planete (Teorema carcasei) - Dovezile lui Newton - - Forța pe un punct în interiorul unei sfere goale - Modelul preliminar de referință al pământului (PREM) Tesla şi Teoria dinamică a gravitaţiei Teoria gravitației lui Einstein - Gravitația și accelerația - De la accelerație la geometrie - Găuri negre - - Istorie - - Proprietăți și structură - - Formarea și evoluția - - Dovezi observaționale Gravitația în Univers - Gravitația și astronomia - Radiații gravitaționale - Viteza gravitației Anti-gravitaţia - Efecte convenţionale care imită efectele anti-gravitaţiei - Soluţii ipotetice - - Scuturi gravitaţionale - - Cercetări în relativitatea generală în anii 1950 - - A cincea forţă - - - "Unităţi distorsionate" în relativitatea generală - - Breakthrough Propulsion Physics Program - Încercări experimentale şi comerciale - - Dispozitive giroscopice - - Gravitatorul lui Thomas Townsend Brown - - Cuplarea gravitoelectrică - Premiul Göde Mișcarea proiectilelor și sateliților (Balistica) Istorie Proiectile Sateliți Mișcarea proiectilelor - Proiectile lansate orizontal - Proiectile lansate sub un anumit unghi - - Intervalul unui proiectil - - Mișcarea proiectilului - - - Viteza inițială - - Valori cinematice - - - Accelerația - - - Viteza - - - Deplasarea - - Timpul de zbor sau timpul total al întregii deplasări - - Înălțimea maximă a proiectilului - - Relația dintre deplasarea orizontală și înălțimea maximă - - Distanța maximă a proiectilului - - Aplicarea teoremei lucrului mecanic - - Unghiul de acoperire - - Unghiul θ necesar să se atingă coordonatele (x, y) Sateliți artificiali - Zborul orbital - Lansarea pe orbită - Stabilitate - Orbite - Manevre orbitale - Deorbitarea și reintrarea Orbite circulare ale sateliților - Accelerația circulară - Viteza vectorială - Ecuația mișcării - Viteza unghiulară și perioada orbitală - Energia - Delta-v pentru a atinge o orbită circulară Orbite eliptice - Viteza vectorială - Perioada orbitală - Energia - - Energia în termeni de axa semi-majoră - - Derivare - Unghiul căii de zbor - Parametrii orbitali - Sistemul solar - Traiectorie eliptică radială Legile lui Kepler - Comparație cu Copernic - Accelerația planetară Energia sateliților - Energia orbitală specifică - Ecuația vis-viva - Energia pentru orbite eliptice Viteza de scăpare - Prezentare generală - Traiectoria Referințe Despre autor Nicolae Sfetcu - De același autor - Contact Editura MultiMedia Publishing Despre autor Nicolae Sfetcu Experienţă în domeniile ingineriei, asigurarea calităţii, electronică şi servicii Internet (web design, marketing pe Internet, soluţii de afaceri online), traduceri și editare și publicare cărți. Asociat şi manager MultiMedia SRL. Dezvoltator al Reţelei MultiMedia Partener cu MultiMedia în mai multe proiecte de cercetare-dezvoltare la nivel naţional şi european Coordonator de proiect European Teleworking Development Romania (ETD) Membru al Clubului Rotary București Atheneum Cofondator al asociaţiei regionale şi preşedinte al Filialei Mehedinţi al Asociaţiei Române pentru Industrie Electronica şi Software Oltenia Iniţiator, cofondator şi fost preşedinte al Asociaţiei Române pentru Telelucru şi Teleactivităţi Membru al Internet Society Cofondator şi fost preşedinte al Filialei Mehedinţi a Asociaţiei Generale a Inginerilor din România Inginer fizician Licenţiat în fizică, specialitatea Fizică nucleară. Masterand în Istoria și filosofia științei. Auditor intern pentru Sistemele de Management al Calităţii Specialist în control nedistructiv industrial Atestare în asigurarea calităţii Sute de publicaţii proprii (cărţi, cărţi electronice, articole în ziare şi reviste, precum şi în publicaţii electronice), în special din domeniul TI Limbi străine: engleza, franceza De același autor Alte cărți scrise sau traduse de același autor: • A treia lege a lui Darwin O parodie reală a societăţii actuale (RO) • Ghid Marketing pe Internet (RO) • Bridge Bidding Standard American Yellow Card (EN) • Telelucru (Telework) (RO) • Harta politică Dicţionar explicativ (RO) • Beginner's Guide for Cybercrime Investigators (EN) • How to... Marketing for Small Business (EN) • London: Business, Travel, Culture (EN) • Fizica simplificată (RO) • Ghid jocuri de noroc Casino, Poker, Pariuri (RO) • Ghid Rotary International Cluburi Rotary (RO) • Proiectarea, dezvoltarea şi întreţinerea siturilor web (RO) • Facebook pentru afaceri şi utilizatori (RO) • Întreţinerea şi repararea calculatoarelor (RO) • Corupţie Globalizare Neocolonialism (RO) • Traducere şi traducători (RO) • Small Business Management for Online Business Web Development, Internet Marketing, Social Networks (EN) • Sănătate, frumuseţe, metode de slăbire (RO) • Ghidul autorului de cărţi electronice (RO) • Editing and Publishing e-Books (EN) • Pseudoştiinţă? Dincolo de noi... (RO) • European Union Flags Children's Coloring Book (EN) • Totul despre cafea Cultivare, preparare, reţete, aspecte culturale (RO) • Easter Celebration (EN) • Steagurile Uniunii Europene Carte de colorat pentru copii (RO) • Paşti (Paşte) Cea mai importantă sărbătoare creştină (RO) • Moartea Aspecte psihologice, ştiinţifice, religioase, culturale şi filozofice (RO) • Promovarea afacerilor prin campanii de marketing online (RO) • How to Translate English Translation Guide in European Union (EN) • ABC Petits Contes (Short Stories) (FR-EN), par Jules Lemaître • Short WordPress Guide for Beginners (EN) • ABC Short Stories Children Book (EN), by Jules Lemaître • Procesul (RO), de Franz Kafka • Fables et légendes du Japon (Fables and Legends from Japan) (FR-EN), par Claudius Ferrand • Ghid WordPress pentru începători (RO) • Fables and Legends from Japan (EN), by Claudius Ferrand • Ghid Facebook pentru utilizatori (RO) • Arsène Lupin, gentleman-cambrioleur (Arsene Lupin, The Gentleman Burglar) (FR-EN), par Maurice Leblanc • How to SELL (eCommerce) Marketing and Internet Marketing Strategies (EN) • Arsène Lupin, The Gentleman Burglar (EN), by Maurice Leblanc • Bucharest Tourist Guide (Ghid turistic București) (EN-RO) • Ghid turistic București (RO) • Ghid WordPress pentru dezvoltatori (RO) • French Riviera Tourist Guide (Guide touristique Côte d'Azur) (EN-FR) • Guide touristique Côte d'Azur (FR) • Ghid pagini Facebook Campanii de promovare pe Facebook (RO) • Management, analize, planuri și strategii de afaceri (RO) • Guide marketing Internet pour les débutants (FR) • Gambling games Casino games (EN) • Death Cultural, philosophical and religious aspects (EN) • Indian Fairy Tales (Contes de fées indiens) (EN-FR), by Joseph Jacobs • Contes de fées indiens (FR), par Joseph Jacobs • Istoria timpurie a cafelei (RO) • Londres: Affaires, Voyager, Culture (London: Business, Travel, Culture) (FR-EN) • Cunoaștere și Informații (RO) • Poker Games Guide Texas Hold 'em Poker (EN) • Gaming Guide Gambling in Europe (EN) • Crăciunul Obiceiuri și tradiții (RO) • Christmas Holidays (EN) • Introducere în Astrologie (RO) • Psihologia mulțimilor (RO), de Gustave Le Bon • Anthologie des meilleurs petits contes français (Anthology of the Best French Short Stories) (FR-EN) • Anthology of the Best French Short Stories (EN) • Povestea a trei generații de fermieri (RO) • Web 2.0 / Social Media / Social Networks (EN) • The Book of Nature Myths (Le livre des mythes de la nature) (EN-FR), by Florence Holbrook • Le livre des mythes de la nature (FR), par Florence Holbrook • Misterul Stelelor Aurii O aventură în Uniunea Europeană (RO) • Anthologie des meilleures petits contes françaises pour enfants (Anthology of the Best French Short Stories for Children) (FR-EN) • Anthology of the Best French Short Stories for Children (EN) • O nouă viață (RO) • A New Life (EN) • The Mystery of the Golden Stars An adventure in the European Union (Misterul stelelor aurii O aventură în Uniunea Europeană) (EN-RO) • ABC Petits Contes (Scurte povestiri) (FR-RO), par Jules Lemaître • The Mystery of the Golden Stars (Le mystère des étoiles d'or) An adventure in the European Union (Une aventure dans l'Union européenne) (EN-FR) • ABC Scurte povestiri Carte pentru copii (RO), de Jules Lemaitre • Le mystère des étoiles d'or Une aventure dans l'Union européenne (FR) • Poezii din Titan Parc (RO) • Une nouvelle vie (FR) • Povestiri albastre (RO) • Candide The best of all possible worlds (EN), by Voltaire • Șah Ghid pentru începători (RO) • Le papier peint jaune (FR), par Charlotte Perkins Gilman • Blue Stories (EN) • Bridge Sisteme și convenții de licitație (RO) • Retold Fairy Tales (Poveşti repovestite) (EN-RO), by Hans Christian Andersen • Poveşti repovestite (RO), de Hans Christian Andersen • Legea gravitației universale a lui Newton (RO) • Eugenia Trecut, Prezent, Viitor (RO) • Teoria specială a relativității (RO) • Călătorii în timp (RO) • Teoria generală a relativității (RO) • Contes bleus (FR) • Sunetul fizicii Acustica fenomenologică (RO) • Teoria relativității Relativitatea specială și relativitatea generală (RO), de Albert Einstein • Fizica atomică și nucleară fenomenologică (RO) • Louvre Museum Paintings (EN) • Materia: Solide, Lichide, Gaze, Plasma Fenomenologie (RO) • Căldura Termodinamica fenomenologică (RO) • Lumina Optica fenomenologică (RO) • Poems from Titan Park (EN) Contact Email: nicolae@sfetcu.com Skype: nic01ae Facebook/Messenger: https://www.facebook.com/nicolae.sfetcu Twitter: http://twitter.com/nicolae LinkedIn: http://www.linkedin.com/in/nicolaesfetcu Google Plus: https://www.google.com/+NicolaeSfetcu YouTube: https://www.youtube.com/c/NicolaeSfetcu Editura MultiMedia Publishing web design, comerţ electronic, alte aplicaţii web * internet marketing, seo, publicitate online, branding * localizare software, traduceri engleză şi franceză * articole, tehnoredactare computerizată, secretariat * prezentare powerpoint, word, pdf, editare imagini, audio, video * conversie, editare şi publicare cărţi tipărite şi electronice, isbn Tel./ WhatsApp: 0040 745 526 896 Email: office@multimedia.com.ro MultiMedia: http://www.multimedia.com.ro/ Online Media: https://www.setthings.com/ Facebook: https://www.facebook.com/multimedia.srl/ Twitter: http://twitter.com/multimedia LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/multimedia-srl/ Google Plus: https://plus.google.com/+MultimediaRo