SISTEME DE PUNCTE MATERIALE

Corpurile si sistemele de corpuri din natura pot fi descrise din punct de vedere al echilibrului si al miscarilor relative , precum si din punctul de vedere al interactiunilor care influenteaza aceste miscari , ca SISTEME DE PUNCTE MATERIALE , intre care in general se exercita anumite forte de interactiune.
De ex. sistemul solar poate fi considerat in prima aproximatie ca un sistem de puncte materiale ( planetele si Soarele ale caror dimensiuni sunt mici in comparatie cu distantele reciproce ) intre care se exercita fortele de interactiune gravitationala.
Un atom poate fi considerat ca un sistem de particule ( nucleu si electroni ) considerate puncte materiale , intre care se exercita forte electrice de atractie ( nucleu - electroni ) sau de respingere ( electron - electron ).
Tot astfel , un CORP oarecare poate fi descompus MINTAL intr-un numar foarte mare de elemente de volum foarte mici care pot fi aproximate prin PUNCTE MATERIALE.
Prin SISTEM MECANIC voi intelege un SISTEM DE PUNCTE MATERIALE care NU sunt independente intre ele , ci supuse la LEGATURI reciproce , astfel ca formeaza un "intreg" mai mult sau mai putin stabil.

Considerand ca cel mai simplu sistem trebuie sa aiba minim DOUA puncte materiale atunci pot da ca ex. miscarea unui punct material intr-un camp de forte centrale , de ex. in cazul unei planete care se misca in campul de atractie gravitationala a Soarelui , in cazul unui electron in campul coulombian al sarcinii electrice a unui nucleu atomic etc.
Masa Soarelui fiind mult mai mare decat a unei planete , respectiv masa nucleului mult mai mare decat a electronului , punctul material situat in centrul campului poate fi considerat , in aceste cazuri , practic fix.
Exista insa si cazuri in care cele doua puncte ce interactioneaza au mase comparabile sau chiar egale ( de ex. in cazul unor stele duble , al unui sistem proton - proton etc.).
In ex. de mai sus avem de-a face cu un sistem de doua puncte al carui centru este determinat de VECTORUL DE POZITIE.

Definitia miscarii a doua puncte ce efectueaza o miscare de rotatie datorita situarii in CENTRUL campului dat este :
" Forta care imprima corpurilor o miscare circulara fiind orientata INSPRE centrul cercului de rotatie si egala cu produsul dintre masa corpului si acceleratia lui centripeta se numeste FORTA CENTRIPETA."

Important este ca in LIPSA unor forte EXTERIOARE sistemului dat , centrul de masa se misca rectiliniu si uniform INDEPENDENT de modul in care se misca punctele unul fata de altul.
Astfel , o molecula biatomica asupra careia NU se exercita nici o forta exterioara se misca rectiliniu si uniform pe cand atomii moleculei au o miscare oscilatorie unul in raport cu celalalt .
Printr-un calcul matematic studiul unui sistem de doua puncte materiale care interactioneaza se reduce la studiul unui singur punct fix care are o masa egala cu masa redusa a sistemului si care se afla la distanta r = ( r1 - r2 ) de centrul fix al fortelor.



In cadrul dinamicii punctului material ( si a sistemului de puncte materiale ) pot fi stabilite cateva teoreme importante care permit determinarea conditiilor in care anumite MARIMI FIZICE pastreaza o valoare constanta in timpul miscarii.
Aceste teorii sunt :
Teorema impulsului ;
Teorema momentului cinetic ;
Conservarea energiei mecanice.

Prin urmare , daca forta ( fortele ) aplicata punctului material este o forta conservativa , atunci in tot timpul miscarii energia mecanica ( suma dintre energia cinetica si cea potentiala ) va pastra o valoare constanta.
Aceasta este de altfel si ratiunea pentru care fortele care deriva dintr-o functie de forta au primit numele de forte conservative.


Daca forta aplicata punctului material nu este conservativa , rezulta ca energia mecanica a punctului material NU se va conserva ci se va transforma in alte forme de energie.
Un ex. de forta NECONSERVATIVA ( disipativa ) il reprezinta forta de frecare , care TRANSFORMA energia mecanica in CALDURA.


Din cele de mai sus rezulta ca fortele conservative se bucura de proprietati remarcabile.
Astfel de forte sunt des intalnite in cursul intractiunilor dintre sistemele fizice , cum ar fi de ex.
fortele newtoniene ( al caror modul este invers proportional cu patratul DISTANTEI dintre corpurile in interactiune ) , fortele elastice etc.



Echilibru fortelor
Daca asupra unui punct material actioneaza o forta , ii imprima acestuia o acceleratie proportionala cu forta.
In cazul in care actioneaza mai multe forte , acceleratia este proportionala cu suma ( rezultanta ) tuturor fortelor ( principiul suprapunerii efectelor ).
Daca aceasta rezultanta este zero , atunci si acceleratia este nula si punctul material isi pastreaza starea de repaus sau de miscarea rectilinie si uniforma.



INAINTE