Capitolul 6 - Fizică statistică

Cea mai grea parte a fizicii.



Download Capitolul 6.pdf

Capitolul 5 - Elemente de termodinamică

Elementele termodinamicitatii in detaliu.



Download Capitolul 5.pdf

Capitolul 4 - Formalismul analitic al fizicii

Descrie formalismul newtonian si defectele acestuia


Download Capitolul 4.pdf

Capitolul 3 - Teoria relativității

Este un capitol  mai complex dar daca ati citit si celelalte capitole sigur o sa-l intelegeti pe deplin.


Download Capitolul 3.pdf
Download continuarea capitolul 3.pdf

Capitolul 2 - Definiții și raporturi între noțiunile de bază ale mecanicii punctelor materiale

Contine notiunile mecanicii cele mai importante.




Download capitolul 2.pdf
Download continuarea capitolul 2.pdf

Capitolul 1 - Noțiuni și metode generale ale fizicii

Acest capitol descrie fizica si metodele acesteia.Contine  de asemenea si cele  mai importante formule.



Spor la citit si sper sa intelegeti!

Download Capitolul 1.pdf

Verifica-ti cunostintele dobandite

V-am pregatit un mic test cu intrebari din cele 6 lectii.

Raspundeti printr-un comentariu.

                                                                       TEST

1.      Care dintre cele doua stari de agregare fluide (lichida si gazoasa) se apropie cel mai mult de modelul de fluid ideal?

a)      starea gazoasa, pentrru ca gazele sunt lipsite de vascozitate,

b)      starea lichida, pentru ca lichidele sunt incompresibile,

c)      ambele stari,

d)      nici o stare,

               e) fluidul ideal este un model si el contine proprietati idealizate ale ambelor stari.

2.In unele situatii presiunea atmosferica este exprimata in milimetri de coloana de mercur, unitate nestandardizata. Care este unitatea standardizata corespunzatoare?

            a) atm,

            b) at,

            c) torr,

            d) pascal,

            e) nu exista correspondent standardizat.

3. Principiul fundamental al hidrostaticii arata ca diferenta de presiune intre doua puncte ale unui lichid aflate la adancimi diferite este proportionala cu diferenta de adancime. Ce alte proportionalitati mai pot fi enuntate in acest caz?

            a) niciuna,

            b) proportionalitate directa cu valoarea suprafetei,

            c) proportionalitate inversa cu valoarea suprafetei,

            d) proportionalitate inversa cu densitatea,

            e) nici un raspuns corect.

4. In cazul franei hidraulice, potrivit legii lui Pascal, presiunea este transmisa integral in toate punctele fluidului utilizat..Prezinta importanta, in aceste conditii, aria suprafetei de frecare a franei?

            a) nu, pentru ca presiunea fiind aceeasi, la suprafata mai mare si forta este mai mare,

            b) da, pentru ca avem o proportionalitate inversa intre forta si suprafata.

            c) nu, pentru ca nu exista nici o legatura intre aceste marimi,

            d) da, pentru a se obtine un efect de franare mai accentuat,

            e) nu, pentru ca cu cat aria este mai mare si forta necesara va fi mai mare.

5. In ce unitati de masura poate fi exprimat debitul?

            a) kg/s

            b) mc/s

            c) kg/s si mc/s,

            d) kg,

            e) mc

Lectia 7 :Vascozitatea

In timpul curgerii unui fluid real, intre straturile de fluid aflate in miscare

relativa se exercita forte de frecare interna. Acest fenomen este denumit vascozitate.

            Datorita acestor forte, stratul de fluid care are viteza de curgere mai mica

va frana stratul de fluid cu viteza de curgere mai mare, o parte din energia mecanica a particulelor de fluid trecand in energie interna a moleculelor fluidului.

            Curgerea fluidelor este stanjenita si de peretii fata de care aluneca straturile de fluid, frecarile vascoase determina viteze de curgere mai mici in vecinatatea peretilor.

            Vascozotatea se exprima prin coeficientul de vascozitate dinamica η.

            Forta de vascozitate depinde de viteza relativa v dintre straturile vecine,

de distanta dintre ele , de aria comuna S a acestora si de natura lichidului.

            In cazul curgerii unui fluid print-o conducta, stratul de fluid aflat chiar in contact cu peretele conductei este in repaus, straturile vecine avand o viteza din ce in ce mai mare pe masura ce pozitia lor este mai departata de perete. O astfel de curgere, in care straturile de fluid raman paralele intre ele in cursul deplasarii se numeste curgere laminara. Celalat tip de curgere, intalnit la viteze mari, in cadrul careia vinele de fluid se amesteca, formandu-se vartejuri, se numeste curgere turbulenta.

            Experimental s-a stabilit ca forta de frecare este proportionala cu  variatia vitezei intre straturile de fluid si cu suprafata :

                                                                               (7.17)

Semnul negativ indica faptul ca forta de frecare se opune miscarii fluidului.

Unitatea de masura pentru coeficienul de vascozitate dinamica este pois(P).

                       

In Sistemul International unitatea de masura este decapoisul (daP) :

                       

            Lichidele au coeficientul de vascozitate de ordinul a  iar gazele de ordinul

            Vascozitatea dinamica a lichidelor scade puternic cu temperatura. In cazul gazelor, aceasta creste cu tempartura dupa legea .

            Marimea inversa a coeficientul de vascozitate se numeste coeficient de fluiditate, si se noteaza cu φ.

                                                                               

Lectia 6: Dinamica fluidelor

Dinamica fluidelor reprezinta partea din capitolul de mecanica a fluidelor care se ocupa cu miscarea acestora in raport cu un sistem de referinta.

            In general, in timpul miscarii, un fluid nu se deplaseaza ca un tot unitar, straturile de fluid aluneca unele fata de altele, rezultatul fiind continzut in formularea ca " lichidul

curge ".

            Vom studia curgerea in cazul unui  fluid ideal, adica un fluid incompresibil si fara

vascozitate. In timpul curgerii straturile de fluid aluneca unele fata dealtele, ceea ce ne permite sa observam ca ele  au viteze diferite. De aceea este necesar sa se cunoasca vectorul viteza in fiecare punct al fluidului.

            Curgerea stationara este acea curgere in care vectorul viteza in orice punct al fluidului este constant in timp, depinzand doar de pozitia punctului respectiv.

            Linia de curent este o curba imaginara, tangenta in fiecare punct la vectorul viteza al fluidului in acel punct. In curgerea stationara, doua linii de curent nu se intersecteaza niciodata.

            Debitul reprezinta cantitatea de substanta care traverseaza o sectiune in unitatea de timp.Debitul se noteaza cu Q. In functie de marimea a carei curgere este studiata, deosebim doua tipuri de debite : debitul masic si debitul volumic.

            Debitul masic printr-o sectiune a unui tub de curent este definit prin relatia:

                                                                                                           (7.8)

unde   este masa de fluid care strabate o anumita arie in timpul . Debitul masic se exprima in kilograme pe secunda (kg/s).

            Debitul volumic este dat de relatia:

                                                                                                          (7.9)

unde  este volumul de fluid care strabate o anumita arie in timpul .

            7.7 Ecuatia de continuitate

            Sa consideram un fluid in curgere stationara printr-un tub de curent care este delimitat de sectiunile  si . Vitezele de curgere prin cele doua sectiuni sunt  si respectiv .

Debitele de volum prin ariile  si  au aceeasi valoare. Ca urmare putem scrie :

                                     ;

                                     ;                                    (7.10)

            Fluidul fiind incompresibil, ariile si sunt strabatute de acelasi volum de fluid in unitatea de timp. Prin urmare,

                                                                                                        (7.11)

            Sau : 

                                   

care reprezinta espresia matematica a ecuatiei de continuitate.

Observatii:

            1.Viteza de curgere a unui fluid prin sectiuni diferite este invers proportuionala cu marimea sectiunii.

            2.Ecuatia de continuitate este o lege de conservare.

            7.8.Legea lui Bernoulli - lucrul mecanic al fortelor de presiune

            Consideram un fluid care curge dintr-o zona in care presiunea este  in

alta zona in care presiunea este . Si fie, de exemplu, situatia in care .

 Un element de suprafata S este deplasat pe distanta dx de catre rezultanta fortelor   care provin din cele doua presiuni.

             Lucrul mecanic necesar pentru aceasta este:   

                                     =

Sau:

                                    -                                                          (7.12)

           

            Pentru deducerea ecuatiei lui Bernoulli sa consideram ca o mica portiune de fluid, cu densitatea ρ si volum dV  se deplaseaza dintr-o pozitie A (unde are viteza ) in pozitia B (unde are viteza )  fara a-si modifica volumul. In timpul curgerii, aceasta portiune de fluid, isi modifica si altitudinea, de la  la

             In cursul deplasarii portiunii de fluid fortele de presiune produc lucrul mecanic

                                                  -                            (7.13)

iar forta de greutate un lucru mecanic :

                                                                            (7.14)

Conform teoremei de variatie a energiei cinetice se poate scrie:

                                                                          (7.15)

Dar potrivit cu legea de conservare a energiei vom putea scrie :

                                                           

Sau avand in vedere relatiile ( 7 .13), (  7.14.) si ( 7 .15) obtinem:

                         -+

De unde, dupa simplificarea cu elementul de volum dV si reordonarea termenilor corespunzatori celor doua pozitii se obtine:

                                                     

Sau:

                                                                               (7.16)

Aceasta este expresia matematica a legii lui Bernoulli.

Se observa ca aceasta este expresia unei relatii intre presiunile care intervin in situatia unui fluid aflat in miscare . Aici primul termen (p) este presiunea statica, al doilea () este presiunea dinamica, iar al treilea (ρgh) este presiunea de pozitie (sau hidrostatica).

Enuntui legii lui Bernoulli este urmatorul :

Presiunea totala in lungul unei linii de curent intr+un fluid incompresibil si fara vascozitate, aflat in curgere stationara, se conserva.

Aplicatii ale legii lui Bernoulli le regasim in cazurile pulverizatorului, al sondei de presiune, al tubului Pitot, al tubului Venturi, s.a.