Deoarece cuvântul “fizicã”vine de la cuvântul “PHYSIS” din limba greacã care înseamnã
naturã, fizica este o stiintã consacratã studiului tuturor fenomenelor naturale.
FIZICA reprezintã o stiintã al cãrui scop este de a studia componentele materiei si interactiunile
lor naturale. În functie de aceste interactiuni cercetãtorul explicã proprietãtile materiei în ansamblul ei tot
asa de bine ca si alte fenomene naturale pe care le observãm.
MATERIA desemneazã realitatea obiectivã datã omului prin senzatiile lui care existã în mod
independent de constiinta umanã si este reflectatã adecvat de cãtre aceasta. Materia este vesnicã si
infinitã, având un numãr inepuizabil de însusiri pe care stiintele naturii le descoperã odatã cu progresul
lor. Materia nu poate fi creatã sau distrusã ci ea se aflã într-o continuã miscare. Prin miscare se întelege
orice transformare, sau proces, deplasare mecanicã, reactie chimicã, radiatie, proces biologic, gândire.
La baza cunoasterii fenomenelor naturale stã observatia si experimentul.
Observatia constã în studierea fenomenelor în conditiile naturale de desfãsurare.
Experimentul reproduce fenomenele în diverse conditii create artificial cu scopul de a descoperi
legitãtile lor.
Pe baza observatiilor si experimentului sunt stabilite legile fizicii care exprimã legãtura necesarã si
esentialã între fenomene, legãtura dintre cauzã si efect care conditioneazã o dezvoltare determinatã a
fenomenelor. În mod obisnuit, legile fizicii au o exprimare cantitativã si sunt stabilite numai într-o anumitã
etapã de dezvoltare a stiintei si tehnicii. Deoarece exprimarea cantitativã se determinã numai prin
mãsurãri, de aceea mãsurarea reprezintã un proces fundamental în fizicã. Dezvoltarea fizicii duce la
conceptia cã lumea prin natura sa este materialã.
În afara legilor fizicii, mai existã principii si ipoteze.
Principiul se obtine prin generalizarea unui rezultat obtinut dint-o serie de experimente (ex.
principiul conservãrii energiei).
Ipoteza este admisã fãrã demonstratie , în mod provizoriu , reprezentând doar un moment în
procesul cunoasterii.
Stiinta opereazã cu notiuni; existã notiuni generale dar mai pot fi definite si notiuni derivate,
adicã acelea care permit identificarea unei notiuni oarecare din cadrul notiunilor generale. Concret,
definirea unei notiuni se poate face indicând mãrimea fizicã obiectivã pe care aceastã notiune o reflectã.
În ceea ce priveste mecanica, notiunile generale, fundamentale, intâlnite sunt spatiul, timpul ,
masa si forta.
Spatiul este o entitate abstractã care reflectã o formã obiectivã de existentã a materiei. Apare
ca o generalizare si abstractizare a ansamblului de parametrii prin care se realizeazã deosebirea între
diferite sisteme ce constituie o stare a universului. În concluzie, putem afirma cã spatiul apare ca o
sintezã, ca o generalizare si abstractizare a constatãrilor cu privire la o stare, la un moment dat, a
universului. În cadrul mecanicii clasice, notiunea de spatiu este aceea a modelului spatiului euclidian
tridimensional (E3) omogen, izotrop, infinit.
Când discutãm despre spatiu primul gând este îndreptat spre pozitie, adicã notiunea de pozitie
este direct asociatã notiunii de spatiu. Pozitia este exprimatã în raport cu un sistem de referintã (reper)
sau mai scurt printr-un sistem de coordonate.
Timpul este o entitate abstractã infinitã care reflectã o altã formã de existentã a materiei;
caracterizeazã durata si succesiunea fenomenelor. Apare ca o mãsurã a tuturor miscãrilor din univers,
exprimãrile cantitative fiind posibile datoritã comparãrii transformãrilor cu transformarea ce defineste
unitatea de mãsurã a timpului. În cadrul mecanicii clasice, notiunea de timp este aceea a modelului
temporal euclidian unidimensional (E1).
În final, dupã definirea celor douã notiuni, spatiu si timp, putem concluziona cã starea conduce la
notiunea de spatiu iar miscarea la notiunea de timp. Ambele sunt rezultatul unor ample sinteze si
abstractizãri ale unor observatii, ale unor constatãri experimentale care presupun si mãsurãtori. Acestea
din urmã sunt influentate de legãtura dintre observator si obiectul observat la care se adaugã agentul
care transmite informatia de la obiect la observator. Astfel apare relativitatea spatiului si timpului.
Masa reflectã douã proprietãti, una obiectivã de a fi inertã si gravificã. În mecanica clasicã,
masa unui corp poate fi consideratã într-o bunã aproximatie, ca fiind constantã. Cele douã notiuni de
masã inertã si gravificã apãrute experimental, sunt rezultatul posibilitãtii corpului material de a genera un
câmp gravitational si de a fi sediul unei actiuni ponderomotoare atunci cînd se aflã într-un asemenea
câmp generat de alt corp material.
Deci masa reflectã o proprietate a materiei de a fi inertã si de a produce câmp gravitational.
Mãrimi si unitãti fizice
Notiunea de mãrime fizicã este conditionatã de:
* posibilitatea stabilirii unei relatii de echivalentã, adicã a unui criteriu care sã permitã
repartizarea obiectelor în clasa de echivalentã;
* posibilitatea stabilirii unei relatii de ordonare între clasele de echivalentã, adicã a
unui criteriu care sã permitã a aprecia dacã obiectele unei clase sunt mai mici sau
mai, mari decât obiectele altei clase;
* posibilitatea stabilirii unui criteriu de comparatie care sã permitã sã se afirme de câte
ori sunt mai mici sau mai mari obiectele unei clase fatã de obiectele altei clase. Acest
ultim criteriu presupune conventia de zero sau de valoare egalã cu unitatea.
Cu toate aceste criterii îndeplinite, dacã se noteazã cu A mãrimea fizicã, cu [A] unitatea de mãsurã si cu
a valoarea numericã, atunci:
A = a × [A]
Dupã cum am vãzut, mãsurarea reprezintã un proces fundamental în fizicã.
Mãsurarea este o tehnicã prin care se atribuie un numãr unei mãrimi fizice, stabilind de câte ori se
cuprinde în ea o altã mãrime de aceeasi naturã bine definitã si aleasã prin conventie ca unitate. Orice
mãsurare este un proces de interactiune între obiectul mãsurat si dispozitivul de mãsurã, proces care
modificã si starea obiectului mãsurat.
În principiu, pentru fiecare mãrime fizicã utilizatã se alege o unitate proprie, arbitrarã, dar tinând
seama de realitãtile care existã între diferitele mãrimi fizice se alege, de regulã, un numãr finit (mic) de
mãrimi numite mãrimi fundamentale cãrora le corespund unitãti fundamentale. Celelalte mãrimi si
unitãti fizice sunt denumite mãrimi si unitãti derivate.
Întrucât spatiul este o entitate abstractã care reflectã forma obiectivã de existentã a materiei si
caracterizeazã dimensiunile corpurilor si pozitia lor relativã iar timpul este o entitate abstractã care
caracterizeazã durata, ambele forme de existentã a materiei se aleg ca mãrimi fundamentale. Prin
definirea mãrimilor si unitãtilor de mãsurare putem considera cã un sistem de mãsurare este alcãtuit
dintr-un sistem de mãrimi fizice fundamentale sau derivate si dintr-un sistem de unitãti de mãsurã
fundamentale sau derivate.
Obiectul mecanicii
Mecanica studiazã deplasarea în timp si spatiu a corpurilor solide, lichide si gazoase, precum si
cauzele care o produc.
Mecanica este capitolul de bazã fundamental al fizicii, deoarece notiunile si legile stabilite în
mecanicã (ex.forta, lucrul mecanic, puterea,
rF = mra , etc.) sunt aplicate în toate celelalte capitole.
Studiul mecanicii cuprinde urmãtoarele capitole ale fizicii:
* Statica care studiazã echilibrul corpurilor sub actiunea fortelor.
* Cinematica care studiazã miscarea corpurilor în spatiu si timp fãrã a considera
cauzele care o produc.
* Dinamica care studiazã miscarea corpurilor în spatiu si timp tinând cont de cauzele
care o produc.
Mecanica clasicã newtonianã se referã la corpuri de dimensiuni mari sau obisnuite si la viteze
mici în comparatie cu viteza luminii (v << 3· 108 m/s) la deplasarea relativã a corpurilor materiale
macroscopice cu v << c (3· 108 m/s).
Pânã la sfârsitul secolului trecut, toate fenomenele naturale erau explicate prin miscãri mecanice
iar legile naturii erau reduse la legi mecanice (conceptia mecanicistã asupra lumii). Apoi, la sfârsitul
secolului XIX, deoarece fenomenelor electromagnetice nu li s-au putut aplica legi mecanice, s-a încercat
crearea unui tablou electromagnetic al lumii, adicã explicarea tuturor fenomenelor naturale pe cale
electromagneticã. Mai târziu a apãrut si aceastã teorie nevalabilã deoarece nu puteau fi explicate fortele
nucleare. Aceste reconsiderãri reprezintã o dovadã cã materia este infinitã, inepuizabilã si cã nici o teorie
datã nu poate fi universalã si definitivã.
Mecanica relativistã se referã la corpuri care se deplaseazã cu viteza » de viteza luminii
(Einstein 1879 - 1955).
Mecanica cuanticã se referã la particule de dimensiuni atomice (Schrödinger, Heissenberg,
Dirac)
Fizica este o stiintã fundamentalã cu o puternicã influentã asupra altor stiinte. Viitorii fizicieni ca
si viitorii ingineri nu sunt singurii care înteleg ideile fundamentale ale fizicii, ci toti cei care doresc sã
îmbrãtiseze o carierã universitarã sau stiintificã.
Orientarea, organizarea si modernizarea învãtãmântului universitar are drept scop formarea de
specialisti cu o gîndire sistematicã, independentã si creatoare. De aceea scrierea unui astfel de curs
necesitã un echilibru între optiunile în materie de continut, în metodica aplicatã si în atitudinea fatã de
progresele continue ale fizicii, necesitã o muncã continuã de analizã , de sintezã si de evaluare. Cresterea
volumului de informatii, cresterea ritmului de acumulare face ca ceea ce astãzi reprezintã o noutate în
stiintã , mâine sã aparã ca ceva depãsit. Asimilarea într-un curs universitar a noutãtilor stiintifice trebuie
fãcutã astfel încât modificãrile survenite sã conserve structura logicã si valoarea de cunoastere a faptelor
expuse.
Claritatea, logica internã si aprecierea unui curs universitar de fizicã generalã ca Mecanicã
fizicã si Acusticã trebuie fãcutã prin deschiderea pe care o oferã întelegerii fenomenelor complexe în
interdependentã.
Acest curs de fizicã generalã intitulat Mecanicã fizicã si Acusticã este adresat studentilor
anilor I si II ai facultãtilor de fizicã, fizicã - chimie si matematicã - fizicã, precum si studentilor din
învãtãmântul tehnic. Cursul este împãrtit în cinci mari capitole si anume:
I Oscilatii
II Cinematica
III Dinamica punctului material liber si a sistemului de puncte materiale
IV Unde
V Acustica
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu