MECANICĂ TEORETICĂ

 

 

 

 

 

CUVÂNT ÎNAINTE

I

 

 

CUPRINS

II

 

 

1. CINEMATICA SOLIDULUI RIGID

1

1.1. Generalități

1

1.2. Distribuția vitezelor

3

1.2.1. Problemă rezolvată

9

1.3. Distribuția accelerațiilor

11

1.4. Mișcarea de translație

14

1.5. Mișcarea de rotație

15

1.5.1. Distribuția vitezelor

17

1.5.2. Distribuția accelerațiilor

19

1.6. Mișcarea elicoidală (mișcarea de rototranslație)

21

1.6.1. Distribuția vitezelor

22

1.6.2. Distribuția accelerațiilor

24

1.6.3. Probleme rezolvate

26

1.7. Mișcarea plan paralelă

33

1.7.1. Distribuția vitezelor

35

1.7.2. Distribuția accelerațiilor

39

1.7.3. Probleme rezolvate

45

1.7.4. Baza și rostogolitoarea

51

1.7.5. Axoida fixă și axoida mobilă

57

1.8. Mișcarea rigidului cu punct fix

58

1.8.1. Unghiurile lui Euler

58

1.8.2. Viteza unghiulară instantanee

62

1.8.3. Distribuția vitezelor

65

1.8.4. Probleme rezolvate

66

1.8.5. Distribuția accelerațiilor

70

1.9. Mișcarea generală a corpului solid rigid

71

1.9.1. Distribuția vitezelor. Proprietăți

72

1.9.2. Axoida fixă. Axoida mobilă

76

1.9.3. Distribuția accelerațiilor

78

 

 

2. DINAMICA SOLIDULUI RIGID

81

2.1. Momentul de inerție față de o axă

81

2.1.1. Exemple de momente de inerție

84

2.1.2. Problemă rezolvată

86

2.2. Momentul cinetic de rotație al solidului rigid

87

2.3. Energia cinetică de rotație a solidului rigid

89

2.4. Centrul de masă al unui solid rigid

90

2.5. Teorema lui Steiner

93

2.6. Momentele de inerție față de un sistem de axe de coordonate

95

2.7. Rotația solidului rigid în jurul unei axe fixe

97

2.7.1. Probleme rezolvate

102

2.8. Pendulul fizic

112

2.8.1. Problemă rezolvată

116

2.9. Conservarea momentului cinetic la rotația în jurul axei fixe

117

2.10. Teorema variației energiei cinetice de rotație

126

2.10.1. Problemă rezolvată

128

2.11. Axele principale de inerție ale unui solid rigid

130

2.12. Axele permanente și axele libere (spontane) de rotație ale unui solid

134

2.13. Stabilitatea rotației

140

 

 

3. GIROSCOPUL

142

3.1. Generalități

142

3.2. Efectul giroscopic

144

3.3. Explicarea efectului giroscopic

150

3.4. Balanța giroscopică

157

3.5. Precesia și nutația

160

3.6. Titirezul - ou

168

3.6.1. Problemă rezolvată

172

3.7. Precesia regulată liberă a giroscopului

179

3.8. Precesia stimulată a giroscopului

191

3.9. Teoria exactă a giroscopului simetric

198

3.10. Teoria aproximativă a giroscopului

217

3.10.1. Probleme rezolvate

229

3.11. Efectul mișcării pe perimetru (contur)

266

3.11.1. Problemă rezolvată

271

3.12. Efectul frecării asupra titirezului

275

3.12.1. Probleme rezolvate

283

3.13. Precesia și nutația axei Pământului

293

3.14. Busola giroscopică

298

3.15. Consecințe tehnice ale efectului giroscopic

301

 

 

4. CIOCNIRI ȘI PERCUȚII

305

4.1. Clasificarea ciocnirilor

305

4.2. Percuții. Teorema variației impulsului total

307

4.3. Teorema variației momentului cinetic total

311

4.4. Ciocnirea centrică a două sfere

313

4.5. Ciocnirea oblică a două sfere

318

4.5.1. Problemă rezolvată

320

4.6. Ciocnirea unei sfere cu un corp care se poate roti în jurul unei axe fixe

339

4.6.1. Variația energiei cinetice totale

339

4.6.2. Centrul de percuție

343

4.6.3. Punct de percuție

349

4.7. Percuție aplicată unui corp solid liber

350

4.8. Percuție aplicată unui corp solid cu punct fix

353

4.9. Legături rigide. Teorema lui Carnot

354

 

 

 5. DINAMICA SOLIDULUI ELASTIC

357

5.1. Corpuri elastice

357

5.2. Tensiuni elastice

363

5.3. Ecuația de mișcare a unui punct dintr-un solid elastic

366

5.4. Teorema tensiunii elastice

370

5.4.1. Probleme rezolvate

374

5.5. Tensorul tensiunilor.

386

5.5.1. Probleme rezolvate

391

5.6. Cuadrica tensiunilor

401

5.7. Direcții principale de tensiune

403

5.7.1. Probleme rezolvate

408

5.8. Deformații elastice

417

5.9. Deformarea lungimilor

423

5.9.1. Problemă rezolvată

428

5.10. Deformarea unghiurilor

429

5.11. Tensorul deformațiilor

432

5.11.1. Problemă rezolvată

436

5.12. Cuadrica deformațiilor specifice

441

5.13. Tensorul rotației locale de corp rigid

447

5.14. Ecuațiile de compatibilitate în deformații

448

5.15. Legea lui Hooke în teoria elasticității liniare

454

5.16. Problema fundamentală a elasticității liniare statice

461

5.17. Ecuațiile lui Lam

464

5.17.1. Problemă rezolvată

466

5.18. Torsiunea barelor cilindrice

469

5.18.1. Problemă rezolvată

481

5.19. Pendulul de torsiune

484

5.20. Pendulul de torsiune cu două poziții de echilibru

490

5.21. Ecuațiile lui Beltrami

503

5.22. Starea de tensiune și de deformație plană

511

5.23. Frecarea la rostogolire

518

5.23.1. Problemă rezolvată

524

 

 

6. MECANICA ANALITICĂ

526

6.1. Generalități

526

6.2. Legăturile punctului material

526

6.2.1. Problemă rezolvată

530

6.3. Gradele de libertate ale punctului material

533

6.4. Legăturile sistemului de puncte materiale

535

6.5. Gradele de libertate ale sistemului de puncte materiale

536

6.5.1. Problemă rezolvată

538

6.6. Coordonatele generalizate ale sistemului de puncte materiale

539

6.6.1. Probleme rezolvate

543

6.7. Coordonatele generalizate ale sistemului de corpuri solide rigide

550

6.8. Alunecarea, pivotarea și rostogolirea solidului rigid

553

6.8.1. Probleme rezolvate

557

6.9. Forțe de legătură

578

6.10. Determinarea forțelor de legătură fără frecare pe o suprafață

582

6.11. Pendulul sferic

588

6.11.1. Caz particular: oscilații foarte mici

592

6.12. Determinarea forțelor de legătură fără frecare pe o curbă

595

6.12.1. Problemă rezolvată

599

6.13. Pendulul gravitațional

604

6.13.1. Discuția cazului general

607

6.14. Forțe de legătură cu frecare

622

6.15.Vectoruldeplasareelementarărealășivectoruldeplasare elementară virtuală

623

6.15.1. Problemă rezolvată

634

6.16. Principiul lui d’Alembert

635

6.16.1. Prima formă a principiului lui d'Alembert

635

6.16.2. A doua formă principiului lui d'Alembert

636

6.16.3. A treia formă a principiului lui d'Alembert

637

6.16.4. A patra formă a principiului lui d'Alembert

638

6.17. Lucrul mecanic virtual

639

6.17.1. Lucrul mecanic virtual al reacției normale a unei suprafețe

639

6.17.2. Lucrul mecanic virtual al reacției normale a unei curbe

640

6.17.3. Lucrul mecanic virtual al acțiunii și reacțiunii

642

6.17.4. Lucrul mecanic virtual al reacțiunilor tuturor tipurilor de legături

643

6.17.5. Lucrul mecanic virtual al vectorilor (forțelor) lui d'Alembert

645

6.17.6. Lucrul mecanic virtual rezultant al forțelor date și al forțelor de inerție

649

6.17.7. Problemă rezolvată

649

6.18. Principiul deplasărilor virtuale

653

6.18.1. Probleme rezolvate

654

6.19. Forțe generalizate

658

6.20. Energia cinetică în coordonate generalizate

659

6.20.1. Problemă rezolvată

662

6.21. Teorema variației energiei cinetice

665

6.22. Funcția de forțe

668

6.22.1. Problemă rezolvată

670

6.23. Ecuațiile lui Lagrange pentru sisteme cu legături olonome

671

6.24. Ecuațiile lui Lagrange pentru sisteme cu legături scleronome

680

6.24.1. Probleme rezolvate

688

6.25. Teorema energiei pentru sisteme cu legături scleronome

709

6.26. Ecuațiile lui Lagrange pentru sisteme cu legături neolonome

711

6.27. Ecuațiile lui Lagrange pentru sisteme disipative

713

6.28. Potențialul generalizat

716

6.29. Principiul constrângerii minime (principiul lui Gauss)

719

6.29.1. Problemă rezolvată

724

6.30. Oscilațiile mici ale sistemelor de puncte materiale

728

6.30.1. Probleme rezolvate

741

6.31. Legi de conservare în mișcarea sistemelor de puncte materiale

762

6.31.1. Conservarea energiei

763

6.31.2. Conservarea impulsului

764

6.31.3. Problemă rezolvată

771

6.31.3. Conservarea momentului cinetic

773

6.32. Oscilațiile moleculelor

779

6.32.1. Eliminarea mișcării de translație

781

6.32.2. Eliminarea mișcării de rotație

782

6.32.3. Probleme rezolvate

784

6.33. Ecuațiile lui Hamilton

803

6.33.1. Probleme rezolvate

810

6.34. Ecuațiile lui Hamilton în sisteme de referință neinerțiale

850

6.34.1. Problemă rezolvată

855

6.35. Parantezele lui Poisson

861

6.36. Spațiul fazelor

863

6.36.1. Probleme rezolvate

865

6.37. Principiul acțiunii minime (principiul lui Hamilton)

876

6.37.1. Probleme rezolvate

882

6.38. Relația dintre funcția acțiune și funcția lui Hamilton

909

6.38.1. Problemă rezolvată

913

 

 

BIBLIOGRAFIE

917