Lectia 2: Teorema conversiei Energie-Lucru mecanic

Forte interne si externe

Exista mai multe posibilitati de a clasifica diferite tipuri de forte. In precedentul capitol, s-au mentionat fortele de la distanta si de contact. In aceasta lectie vom imparti fortele dupa criteriul daca sint sau nu capabile sa schimbe energia mecanica totala. Vom invata ca sunt anumite tipuri de forte externe care atunci cind efectueaza lucru mecanic schimba valoarea energiei mecanice totale marind-o sau reducind-o si alte forte interne o mentin constanta dar transforma o forma de energie mecanica in alta forma de energie mecanica.

Nu vom apela la caile sofisticate de prezentare a diferentelor dintre fortele externe si cele interne aratate anterior. Vom mentiona tipurile de forte conform tabelului de mai jos care intra in fiecare din cele doua categorii. Fortele externe transforma o alta forma de energie in energie mecanica sau transforma partial sau total energia mecanica in alte forme de energie. Fortele interne schimba doar forma de energie mecanica. 

Forte interne	Forte externe
Fgrav - forta gravitationala	Fapp- forta aplicata
Farc -forta arcului	Ffrict- forta de frecare
Fmag -forta magnetica	Faer- forta de rezistenta a aerului
Fel -forta electrica	Ftens- forta de intindere, comprimare
	Fnorm -forta normala

Semnificatia de interne sau externe este data de capacitatea de a schimba sau nu valoarea energiei mecanice a unui obiect cind efectueaza lucru mecanic. Cind este facut de forte externe energia mecanica totala(Ec + U) a obiectului este schimbata. Daca lucru mecanic este "pozitiv" atunci obiectul va cistiga energie mecanica iar daca este "negativ" pierde energie mecanica. Cistigul sau pierderea de energie mecanica poate fi sub forma de energie potentiala, energie cinetica sau din amindoua. Astfel lucrul mecanic efectuat este egal cu valoarea schimbata a energiei mecanice a obiectului un principiu ce va fi discutat in detaliu in aceasta lectie mai tirziu.

Cind lucrul mecanic este facut asupra unui obiect de forte interne energia mecanica totala (Ec + U) ramine constanta. Aceasta constanta este cunoscuta ca conservarea energiei mecanice si va fi discutata in detaliu ulterior in aceasta lectie.

Citeste urmatoarele descrieri de lucru mecanic facut de forte interne si indica sensul tranasformarii energiei mecanice din cinetica in potentiala Ec → U sau potentiala in cinetica U → Ec. Clic in meniul saritor sa vezi raspunsul!

	Descrierea miscarii	Ec in U sau U in Ec? Explicati?
1.	O minge cade in absenta rezistentei aerului de la inaltimea de 2 metri.	Clic sageata sa vezi raspunsul! U in Ec
2.	Un schior aluneca din A in B fara frecare pe zapada.	Clic sageata sa vezi raspunsul! U in Ec +U'
3.	O minge este aruncata in sus.	Clic sageata sa vezi raspunsul! Ec in U
4.	Un saritor cu coarda revine tras in sus fara rezistenta aerului.	Clic sageata sa vezi raspunsul! Ec in U
5.	Arcul unui pistol de aruncat sageti exercita o forta pe sageata in timp ce este lansata din pozitia initiala de repaos.	Clic sageata sa vezi raspunsul! U in Ec

NOTA: Daca este nevoie revezi energia cinetica si energia potentiala.

Cind lucru macanic este efectuat de forte externe energia mecanica totala a obiectului este afectata. Lucrul mecanic poate fi pozitiv sau negativ depinzind de sensul fortei: "+" daca are sensul miscarii si "-" daca are sensul invers miscarii. Daca este pozitiv "+" obiectul cistiga energie mecanica iar daca este negativ "-" obiectul pierde energie mecanica.

Citeste urmatoarele descrieri de actiune a fortelor externe si indica daca se pierde sau se cistiga energie mecanica si care fel este afectata cinetica, potentiala sau amindoua deodata. Daca este nevoie revezi lucrul mecanic. Clic meniul saritor sa vezi raspunsul!

Descriere	Lucrul mecanic "+" sau "-" ?	Care tip se schimba U sau Ec sau amindoua?
Un elev serveste la tenis o minge cu racheta, lovind-o cu o forta orizontala.	Vezi raspunsul! Lucrul mecanic "+". Forta are sensul deplasarii (miscarii).	Vezi raspunsul! Energie cinetica. Forta provoaca viteza mingiei.
Alt elev loveste la tenis mingea cu o forta la 10 grade fata de orizontala.	Vezi raspunsul! Lucrul mecanic "+". Forta care provoaca miscarea este in sensul deplasarii.	Vezi raspunsul! Amindoua Ec + U. Mingea cistiga viteza dar si urca, cistiga inaltime. Pentru viteza Ec si pentru inaltime U.
Timplarul introduce un cui cu o lovitura de ciocan care aplica o forta orizontala.	Vezi raspunsul! Lucrul mecanic "+". Forta are sensul deplasarii.	Vezi raspunsul! Energie cinetica. Obiectul cistiga viteza de patrundere.
Forta de frecare intre asfalt si cauciucuri impinge inapoi automobilul la frinare.	Vezi raspunsul! Lucrul mecanic "-". Forta are sensul invers miscarii incetinind-o.	Vezi raspunsul! Energia cinetica. Obiectul pierde viteza datorita fortei de frinare.
Un inotator sufera reactia unei forte orizontale exercitata de blokstart la inceput de cursa.	Vezi raspunsul! Lucrul mecanic "+". Forta este in sensul deplasarii.	Vezi raspunsul! Energie cinetica. Forta de reactie blokstartului are acelasi sens cu plonjonul (miscarea). Observatie: Caderea, schimbarea inaltimii este provocata de gravitatie, fara legatura cu reactia.
Un halterofil aplica o forta in sus sa ridice haltera cu viteza constanta.	Vezi raspunsul! Lucrul mecanic "+". Forta are sensul deplasarii.	Vezi raspunsul! Energie potentiala. Forta provoaca cistig de inaltime pentru obiect. Nu avem cistig de viteza.

Observatii:
-Fortele orizontale nu schimba energia pottentiala.
-Numai componentele verticale schimba enerrgia potentiala.

Urmeaza >>