Mecanică și mecanica fluidelor semestrul I și II

MODUL I

Obiectul mecanicii

• Mecanica este o ştiinţă fundamentală a naturii, care descrie şi stabileşte condiţiile de mişcare şi de repaus pentru corpurile aflate sub acţiunea diferitelor forţe. Ea are ca obiect de studiu forma mecanică a mişcării macroscopice a corpurilor şi cauzele care determină această mişcare. Prin mişcare mecanică se înţelege cea mai simplă formă de mişcare a materiei, a corpurilor macroscopice, mişcare care constă în deplasarea relativă a corpurilor materiale sau a unor părţi ale acestora, în raport cu un alt corp.

Ramurile mecanicii

• - mecanica teoretică sau raţională (clasică)

• - mecanica solidului rigid

• - mecanica fluidelor

• - mecanica gazelor

• - hidraulica

• - magneto-hidrodinamica

• - teoria filtraţiei, teoria plasticităţii şi elasticităţii,

• - dinamica gazelor

• - mecanica cerească

• - teoria mediilor continue deformabile

• - mecanica cuantică

• - mecanica analitică etc.

Noţiuni fundamentale

• Spaţiul este o formă obiectivă de existenţă a materiei, care caracterizează dimensiunile şi întinderea obiectelor materiale. El exprimă ordinea coexistenţei corpurilor, mărimea, forma acestora. Spaţiul este:

• - infinit

• - tridimensional

• - continuu

• - omogen (are aceleaşi proprietăţi în orice punct)

• - izotrop (are aceleaşi proprietăţi în orice direcţie).

• În mecanica clasică se utilizează spaţiul euclidian tridimensional. Spaţiul este considerat ca fiind suportul materiei.

• Timpul este acea formă de existenţă a materiei care caracterizează durata şi succesiunea proceselor realităţii obiective.

• Un moment se determină în raport cu un alt moment, ales ca origine şi se exprimă printr-o coordonată scalară, notată cu t.

• Spaţiul se percepe în legătură cu timpul. Timpul este

• - nelimitat,

• - continuu,

• - omogen,

• - ireversibil,

- universal.

• Masa este legată de două proprietăţi importante ale materiei: gravitaţia şi inerţia corpurilor materiale.

• Gravitaţia este proprietatea corpurilor materiale de a se atrage reciproc.

• Inerţia este acea proprietate a corpurilor de a se opune unor schimbări ale stării lor de mişcare sau de repaus. Oricărui corp i se asociază un număr pozitiv, care se numeşte masă inertă, atât de mare cât este inerţia sa.

• Măsura masei unui corp se bazează pe greutatea respectivului corp. Într-o primă aproximaţie, la suprafaţa Pământului, aceasta corespunde forţei de atracţie exercitate de Pământ asupra corpului. În aceste condiţii, masa se numeşte masă gravifică (gravitaţională).

• Masa este mărimea fizică scalară care măsoară proprietatea materiei de a fi inertă şi de a produce un câmp gravitaţional.

• Forţa se foloseşte, de multe ori, mai ales în sistemele tehnice, în locul masei. Ea este în directă legătură cu mişcarea, dar nu este o cauză a mişcării. Forţa este cauza determinantă a variaţiei vitezei unei particule materiale. Materia în mişcare reprezintă o sursă a forţei.

• Forţa este o mărime vectorială care măsoară transmiterea mişcării mecanice între sistemele materiale.

• Modelele mecanicii teoretice

• Punctul material (particulă materială) este un punct geometric, căruia i se atribuie masă.

• Sistemul discret de puncte materiale reprezintă un număr finit de puncte materiale, care interacţionează mecanic.

• Corpul material continuu reprezintă un domeniu în spaţiu, care conţine materie în fiecare punct geometric al său.

• In mecanica, solidul rigid, care este un corp material continuu, care nu se deformează, adică puncte care au invariabile distanţele dintre ele.

• blocul rigid (volum material) , corp care are toate cele trei dimensiuni comparabile între ele;

• suprafaţa materială, o suprafaţă geometrică care are masă distribuită; se prezintă sub formă de placă rigidă sau, dacă este flexibilă, sub formă de membrană;

• linia materială, linie geometrică, având masa distribuită în lungul ei, care se prezintă, şi ea, sub două forme: sub formă de bară, dacă este rigidă, şi sub formă de fir, dacă este flexibilă.