Mecanica și rezistența materialelor

CURS 1 1. ELEMENTE INTRODUCTIVE

1.1 Ce este mecanica?

Mecanica este ştiinta care se ocupă cu studiul echilibrului, mişcării şi interacţiunii corpurilor materiale.

Ramurile mecanicii se stabilesc după următoarele criterii (fig. 1.1):

• Dimensiunea corpurilor (macroscopice şi microscopice);

• Viteza de deplasare v a corpurilor (comparată cu viteza luminii c);

• Aspecte aplicative.

1.2. Noţiuni fundamentale în mecanică

1.2.1 Spaţiul

Spaţiul caracterizeazã poziţia corpurilor si întinderea lor.

Se consideră: infinit, continuu, omogen, izotrop şi tridimensional.

Elementele de bază sunt punctele. Ordonarea lor se face în raport cu un reper căruia i se ataşează un sistem de referinţă, prin intermediul coordonatelor. Cele mai uzuale sunt coordonatele carteziene : x, y şi z.

1.2.2 Timpul

Timpul măsoară durata fenomenelor, caracterizând succesiunea acestora.

Timpul este: infinit, continuu, omogen, unidimensional, uniform crescător şi ireversibil. Orice valoare a variabilei timp, notată t, se numeşte moment.

1.2.3 Masa

Masa reflectă proprietăţile generale de inerţie şi gravitaţionale ale materiei. Poate fi:

- masa inertă, care este o măsură a inerţiei corpului în mişcare de translaţie;

- masa gravitaţională, care exprimă capacitatea unui corp de a atrage alte corpuri.

În mecanica clasică: masa este constantă (m=ct.);

În mecanica relativistă: masa variază cu viteza.

1.3 Mărimi şi unităţi fundamentale şi derivate în mecanică

1.3.1 Mărimile fundamentale

Mărimile fundamentale sunt mărimi fizice ce caracterizează noţiunile fundamentale, fiind independente între ele.

În S.I. sunt trei unităţi fundamentale de măsurã, utilizate în mecanică.

Mărimea Lungime Timp Masă

Dimensiunea L T M

Unitatea de măsură m (metru) s (secunda) Kg (kilogram)

1.3.2 Mărimile derivate

Mărimile derivate sunt mărimi fizice ce sunt exprimate funcţie de mărimile fizice fundamentale ( ex: forţa, viteza, acceleraţia, impulsul, momentul cinetic, energia cinetică, etc. ).

1.3.3 Forţa

Forţa măsoarã interacţiunea mecanică dintre corpurile materiale.

Unitatea de măsurã este newtonul (N), definit ca mărimea unei forţe care produce unei mase de 1kg o acceleraţie de 1m/s².

Clasificarea forţelor se face în figurile 1.2, 1.3 şi 1.4.

1.3.3.1 Clasificarea forţelor după natura lor

Clasificarea forţelor după natura lor este indicată în figura 1.3.

1.3.3.2 Clasificarea forţelor după modul lor de aplicare

Clasificarea forţelor după modul lor de aplicare este prezentată în în figura 1.4.