Prof. Mureşan Carmen Silvia
1
 Mişcarea rectilinie uniformă – studiul mişcării pe baza legii
 Mişcarea rectilinie uniformă – studiu pe baza graficelor
mişcării
 Mişcarea rectilinie uniformă – studiu pe baza relativităţii
 Mişcarea rectilinie uniform variată – studiu complet al
mişcării
 Probleme diverse privind mişcarea rectilinie uniform variată
 Determinarea ecuaţiei mişcării compuse – pe baza ecuaţiilor
parametrice pe axe
2
 Să se determine poziţia şi momentul întâlnirii a două mobile
care se mişcă conform legii :       
1 2
; 4
2 2
1 x
x t t
3
 Observăm că legea include variabila t1, deci este o MRU :
 
 











0
t
2
1
x
t
t
v
x
x
1
0
0
 
 
 




 

 
 

2
02
02
2
4
0
viteza în sens opus axei
poziţia iniţială în dreapta originii a
moment iniţ
xe
ial
i
m
v
s
t s
x m
 
 










0
t
2
4
x
t
t
v
x
x
2
0
0
 
 
 
poziţia iniţia
m
lă în stânga originii a
oment iniţia
viteza în sensul axei
l
xei
t
m
s
v
s
x m
 





 



1
01
01 1
2
0
 Aplicăm metoda algebrică de determinare a lui xx şi tx:
 
5
4
3
4 2 4 2
4 2 1 2
6
4 2
2
1 x
x
t
x t
t s
x m
x t
faţă d
t
O
x
e
t


     
 
  

 
  
    


 






4
x01
A(t01) v01
x02
B(t02)
v02
xx
M(tx)
x
O
 Reprezentare în SR monoaxial :
1
3 5
1
2 2
d m
   2
3 5
4
2 2
d m
  
Mobilele parcurg distanţe egale deoarece au viteze egale!
d2
d1
 Determinăm punctele de intersecţie cu axele :
 
1
0 ;
0 ;
0, 1
1 2 1 1
,0
2 2
x P
x
R
t
t
x
t
  

 

  
     
  
 



5
P
S
Q
R
x
t
M(5/4, 3/2)
 
 
0,4
0
4
;
0 ;
2
0
2 ,
4
2
t
x
x Q
x
t
t
S
  
  

 
  

 
o
-1
4
1/2 2
 
 
0 0
2
x= x + v t-t
x = 3 + 2 t-0

 

 

0
1
x=x +v t
x =-2+3 t
 

 
 Să se determine poziţia şi momentul întâlnirii a două mobile
care se mişcă conform legii : t
x t x 
 
 
  2
1 ; 3
3 2
2
6
 Observăm că legea include variabila t1, și t0 =0s deci este o MRU :
 
 
 
poziţia iniţială î
s
n dreapta originii ax
moment ini i
viteza în ensu
a
l ax
ţ l
e
ei
i
t
m
s
v
s
x m






 



2
02
02 3
2
0
 
 
 
poziţia iniţia
m
lă în stânga originii a
oment iniţia
viteza în sensul axei
l
xei
t
m
s
v
s
x m
 





 



1
01
01 2
3
0
 Aplicăm metoda algebrică de determinare a lui xx şi tx:
x
x t
t



   

 

3
2 3
2
7
x01=-2
A(t01) v1
x02=3
B(t02) v2
xx=13
M(tx)
x(m)
O
 Reprezentare în SR (monoaxial):
d m
    
1 3
3 5 2 15
1 d m
    
2 13
2 5 3 10
Mobilele parcurg distanţe diferite deoarece au viteze diferite!
d2
d1
t t
x t
     


 
 

3 2 2
3 2
3
 
x
x f
t
aţă O
s
x m de






 5
13
8
 Determinăm punctele de intersecţie cu axele :
 
x P
x t
t
t
x R
  

 


  
     
  




0 ;
;
2 0, 2
2 3 2
3
0
2
,0
3
P
S
Q
R
x(m)
t(s)
M(5, 13)
 
x
Q
x
t x
t
S
t

  


 

  




  

 
 
 

0,3
0
0
,
3
3 3
;
2
2
2
3
0 ;
o
-2
3
2/3
-3/2
 Doi biciclişti aflaţi la distanţa de 5 km pornesc simultan unul spre altul
cu vitezele de 2km/h.
Determinaţi locul şi momentul întâlnirii?
9
1 1
d t
v
 
1
5 5
2 2 2 4
5
2
:
5
4
2
d
t s
v
Numer c
d m
i


  
 
 






2 2
d t
v
 
1
d
d





1
2
1
1
t
t
d
v
v
v d
t
 

 
   

1
2
1
1
t
d
v
v
t
v
d






 


1 1
1 2
d v
d
v v
 


2
1
d d
d
 
PROBLEMA
GRAFICĂ1
Reprezentare –interpretare
Graficul mşcării unui mobil este cel din
figura alăturată.
a. Descrieţi mișcarea mobilului
b. Determinați legile mişcării pe fiecare
etapă
c. Reprezentați mișcarea în sistemul de
referință
10
100
25
x(m)
t(s)
5 10 20
0
Rezolvare
 
1
. . . .
a x f t M RU
  
funcţie liniară
 
legea mişcării : v
   
0 0
. ;
b x x t t
  0 100
5;
0,5 0
=0; x
pent
=
x = 2
ru
5






t
t
t
α1 α3
 
1
25 10
15
0
5
. .
75
5
m
se apropie de S R
s

   

v
Rezolvare
 
1
25 100 0
v 5
   
11
0; 0
r
x x
e
x
p
x
aus
     

v = 0
  1
• 0,5 100 15
pentru t x t
    
   
3
• 10,20 25 7,5 10
pentru t x t
    
  0 0
•
25
10;
5,10
t
pentr
t
u t






=5; x =
x = 25
  0 0 25
20;
• 10,20
t
pentr
t
u t






=10; x =
x =100
   
100 25 75
10 1
100 25 20 10 7,5
0
. .
v v

 
  
 

m
se depărtează de S R
s
Graficul
12
• pentru (0,5)- mobilul se apropie de SR cu viteza 15 m/s
• pentru (5,10) – mobilul se oprește pentru 5 s
• pentru (10,20) – mobilul se îndepărtează de SR cu viteza de 7,5 m/s
x (m)
0
100
(t01=0s)
25
(t03=10s)
1
v
2
v
13
 Determinați legile de mișcare
corespunzătoare graficelor și identificați
poziția și momentul întâlnirii , trasând
monoaxial mișcările
x(m)
t(s)
120
60
20
2 10 25
Rezolvare
  . . .
funcţii liniare
  
I
x f t M RU
 
legea mişcării : v
   
0 0 ;
aplicăm x x t t
  0
0,
60
25;
25 0
=0; x
pent
=
x = 20
ru





t
t
t
 
1
20 60 0
v 25
   
 
1 1,6
20 60 40
25 25
0
v  

   
m
sens invers axei
s
60 1,6 t
  
x
  0 0
10;
2,10 0
= 2; x
pen
=
x =1
tru
20





t
t
t  
2
120 0 2
v 10
    
14
 
2
0
15 0
120 0 12
10 8
2
m
în sensul axei
s


  

v  
15 t - 2
 
x
Determinăm poziția și momentul întâlnirii :
 
60 1,6 60 1,6 60 1,6
60 1
15 2 15 30 15 30
,6
     
  

  
  

  

        
  
x t x t t
x t x t x t
t
 
 
60 1,6 60 1,6 5,42
16,6
20,60
51,3
5,42
90 5,42 2,10

      
  
  
   
 
   



î
î
î î
x
x m
t s
x
t t
x t
t s
Grafic
x (m)
0 pornește mai târziu
(t02 =2 s)
60
(t01=0s)
xî=51,3 m
(tî=5,42s)
1
v
2
v
15
 Determinați legile de mișcare
corespunzătoare graficelor și identificați
poziția și momentul întâlnirii , trasând
monoaxial mișcările și vitezele relative.
x(m)
t(s)
30
-5 0
70
90
P
(2)
(1)
Rezolvare
  . . .
funcţii liniare
  
I
x f t M RU
 
legea mişcării : v
   
0 0 ;
aplicăm x x t t
  0
5,30
0
30;





 
t
t
t
0
= -5; x =
x =7
p
0
entru
2

1

m
v tg
s
1 1
70
2 0
30 5

   

   
0 2 5 2 5
 
      
 
x x t
t -
  0
0,30
0
30;






t
t
t
0
=0; x =
x =9
p
0
entru
m
v tg
s
2 2
90
3 0
30

   
 
0 3 0 3
     
x t x t
16
Determinăm poziția și momentul întâlnirii :
  3 2 10
3 3
10
3
2 5
0
     


 
  



  


 

 
î
î
t t
x
x t t
t
s
x m
x t
x (m)
0
v1
(t01 = - 5 s)
v2
(t02 = 0 s) xî=30 m
(tî=10s)
Vitezele relative:
v21
v1
v1

v2
v1

v21
v12
v2
v2

v1
v2

v12
Are senzația
că merge mai
încet !
Are senzația
că merge în sens
opus !
PROBLEMA
GRAFICĂ 4
Utilizând datele din tabel, răspundeți la următorele cerințe: a) reprezentați graficul mișcării; b)
determinați pe etape vitezele ; vitezele extreme; c) stabiliți legile mișcării pe etape și verificați corectitudinea
acestora printr-o valoare arbitrar aleasă; d) reprezentați mișcarea în S.R.I.; e) determinați distanța și deplasarea
totală parcursă precum și viteza medie .
17
a)
Rezolvare
t(s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2
x(m) 1 2 3 4 4 4 4 6 8 8 4 0 -4
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 t(s)
x(m)
-4
1
2
3
4
5
6
7
8
0
b)
  1
1 1
1
0;0,3 

   

x
I t tg
t
;v
1 01
1
1 01
4 1 3
10
0,3 0 0,3
x x m
v
t t s
 
   
 
β1
  2
2
2
4 4
0,3;0,6 0
0,6 0,3
;v
 
    
 
x m
II t repaus
t s
  3 03
3
3 03
8 4
0,6;0,8 20
0,8 0,6
;v
 
    
 
x x m
III t
t t s
  4
4
4
8 8
0,8;0,9 0
0,9 0,8
;v
 
    
 
x m
IV t repaus
t s
  5 05
5
5 05
4 8
0,9;1,2 40
1,2 0,9
;v
  
     
 
x x m
V t
t t s
min 1 5
; v
v v
v 
 MAX
18
c)
Legea oricărei mișcări rectilinii este de forma x=f(t); adică cunoaștem poziția mobilului (x) în
fiecare moment (t). În M.R.U. Reprezentarea este o dreaptă- deci este funcție liniară care rezultă
din definirea vitezei:
 
0
0 0
0
v v

     

x x
x x t t
t t
 
0
0
1
0;0,3 0 1 10
10
x =1m
; t
v



      


 

I t s x t
m
s
 
0
0
3
4
0,3;0,6 0,3 4
0
;
v

 

    


 

x m
II t t s x
m
s
   
0
0
1
0,6;0,8 0,6 4 20 0,6 20 8
20
x = 4m
; t
v



          


 

III t s x t x t
m
s
 
0
0
3
8
0,8;0,9 0,8 8
0
;
v

 

    


 

x m
IV t t s x
m
s
   
0
0
5
0,9;1,2 0,9 8 40 0,9 44 40
40
x = 8 m
; t
v



          


  

V t s x t x t
m
s
Verificăm legile:
0,15 1 10 0,15 2,5
;
      
I t s x m
0,7 20 0,7 8 6
;
     
III t x m
1,0 44 40 1,0 4
;
      
V t s x m
d)
0
x(m)
4
1 8
-4 1
v 3
v
 
0,3s  
0,3s
5
v
 
0,3s
(0) (0,6)
(0,9)
20
 Trei avioane se deplasează pe
trei direcţii paralele, distanţele
dintre direcţii fiind d1=400 m şi
d2= 200 m.
 Cunoscând vitezele a două
avioane v1= 12 km/h şi v2 = 16
km/h, calculează viteza celui de
al treilea, astfel încât toate trei
să se găsească permanent în
linie dreaptă.
 Vitezele v2 şi v3 sunt în sens
invers vitezei v1.
d1
d2
2
v
3
v
x
y
0 1
v
Rezolvare
Utilizăm condiţia impusă – vitezele pe aceeaşi direcţie – adică determinăm
ecuaţia dreptei pe care se află avioanele 1 şi 2, apoi impunem condiţia ca
avionul 3 să se găsească pe aceeaşi dreaptă.
400
600
21
 Pentru ca cele două avioane să
se găsească pe o dreaptă,
punctele trebuie să aparţină
(verifice) acestei drepte. y= a x +
b, unde y reprezintă d1 şi d2, iar
x – cele două viteze (v . t):
d1
d2
2
v
3
v
x
y
0 1
v
Determinăm viteza celui de al treilea avion, considerând t=1s
(mişcarea este identică în fiecare secundă-parcurg distanţe egale
în intervale egale de timp):
   
 
1 1
2 2
0 12 1
0,4 16
1
0,4 2
1 1
; 12
7
8
4 0 70
a t b
y a
a b
t
x b
y a x b a t b
t a
t
       
  
 
  

 
 
      
 

    


3 3 3
3 3
1 1 70
12 0,6 7 12 48 12
70 70
30
1
km
y
h
            
 v
v v v
1 1
; 12
70 70
  
a b
A
B
C
B’
C’
22
 Ştim deja că nu se poate analiza
mişcarea unui mobil în raport cu
altul aflat în mişcare. Prin urmare
am să aplic metoda relativităţii
adică am să adun viteza -v1
fiecărei viteze, astfel acest mobil va
fi în repaus. Se va aplica regula
asemănării triunghiurilor.
d1
d2
2
v
3
v
x
y
0
1
v
Rezultatul coincide cu cel determinat prin metoda analitică !
 
'
'
1 2
1
1 2
' '
AB BB
ABB ACC
AC CC
t
d
d d
    
 


v v
 
1 3 t
 
v v
 1
-v
1
-v
1
-v
A
B
C
B’
C’
1
d v 3
1 1 1
1
d d
   v
v
3
1 2 2 1 2 2
1 2 2 1 2 2
1
d d d
d d d
d
      
    

v v
v
v v v
v
 
2
2 1
1
3
3
2
2 00
16
d
d
   
 
v v v
v
v
400
28

(7
30
km
h

 Două mobile se mişcă unul spre celălalt astfel încât distanţa dintre acestea se
micşorează cu viteza u1=3 m/s, iar când se mişcă în acelaşi sens, aceeaşi distanţă se
micşorează cu u2=3,6 km/h. Care sunt vitezele v1 , v2 ?
23
1
v 2
v
 
1 2
1
u v
v
 

Aplicăm metoda relativistă: adunăm o
viteză opusă –v2, pentru a determina
viteza relativă !
2
v
 2
v

1
u
Mobil în repaus
vectori coliniari
de acelaşi sens
  
1
1 2 1
v
u v
 
24
1
v 2
v
2
v

Aplicăm aceeaşi metodă!
2
v

 
2 2
1
u v
v
 

   
1
1
1 1 2
1 2
2
1
1
2 2
1 , 2 2
2
u u u
v
v v
u u
u v
Din
v
v


 


 
 
 




 
1
1 1 2
1 2
2
2
2
2 2
2
2 1
1
2
1
1
2
1 2
v
v
v
u
u u u
u u
u
v
v
v v
v v
u v


 
   
 
 
 
 
 
  
 



 

2
u
Mobil în repaus
vectori coliniari
de sens opus
  
1
2 2 2
v
u v
 
Problemă grafică
Un motociclist pleacă din
Ploieşti cu viteza v1 =
30km/h , iar după ½ h
pleacă al doilea
motociclist din Bucureşti
cu viteza v2 = 50 km/h,
amândoi îndreptându-se
spre Sinaia. Să se afle , pe
cale grafică, locul şi
momentul întâlnirii ştiind
că distanţa Bucureşti –
Ploieşti este de 120 km.
25
Reprezentăm problema în SR:
1
v
2
v  
0,5
x
t   
x
t  
x
t
M
B, x02 =0 P, x01 =120 xx
120 km

1
x =120+30 t
Determinăm legile mişcării: x= x0 +v (t - t0) şi reprezentăm grafic :
 

2
x =0+50 t - 0,5
 
 
  


 


t =0 x =120 0;120
x =0 t = -4 -4;0


 
 

t =0 x = -25 0;-25
25
x =0 t =
50
 






=0,5 0,5;0
x
Determinăm momentului tx şi locului xx al întâlnirii:
 

 

 
 

 
 
2
1
x =120+30 t 120 50 t -0,5
x =50 t - 25 x =50 t - 25
+30 t =
 
 
 

 
t =7,25 s t =7,25 s
x = 50 7,25 - 25 x = 337,5 m
Grafic
26

1
x =120+30 t
 

2
x = 50 t - 0,5
x
y
0
337,5
120,0
-25,0
7,25
-4,0 0,5
Verificare:
2

 
337,5
50
7,25 05
CORECT
 

2
tg =
1

 
337,5 120
30
7,25
tg CORECT



1 =
Problema
RELATIVITATE
În trenul care se mişcă cu
viteza vt = 18 m/s faţă de
Pământ, un călător se
deplasează pe direcţia de
mişcare a trenului cu
viteza v0 = 3 m/s faţă de
tren.
Să se afle valorile vitezei
călătorului faţă de
Pământ. Prezentaţi grafic
soluţionarea problemei.
27
t
v t
v
0
v 0
v
Observatorul Observatorul
Vitezele sunt coliniare şi
de acelaşi sens :
t
v 0
v
1
r
v
Vitezele sunt coliniare şi
de sens opus:
t
v
0
v
2
r
v
1 t o
r  
v
v v
1 t
r o
 
v v
v
1 t o
r  
v
v v
1 t
r o
 
v v
v
1 18 1
3 5
r
m
s
  
v
Se disting două cazuri:
1 21

r
m
s
v
Problemă clasică
David și Andrei iau startul din
același loc, în același moment, cu
vitezele v1 = 6m/s, v2 = 8 m/s.
a) Care este viteza lui Andrei
față de David ?
b) După cât timp distanța
dintre cei doi copii este d =
42 m
28
Problema impune două cazuri:
când pornesc în același sens ,
respectiv în sens opus:
x
1
v
2
v
d
.
I
 
2 1
) r
v v
a v
  
1
v

r
v
REPAUS
8 6 2
r
m
v
s
  
2 2
1
1
2
1
) x
b
t
x
x
v
x
v
t
d
 










 
1
2 d
v
v t
 
 
2 1
21
4
2
2
t t
d
v v
s
   

x
1
v d
.
II
1
v

REPAUS
2
v
r
v
 
2 1
) r
v v
a v
  
6 14
8
r
m
v
s
   2 2
1
1
2
1
)
t
x v
v
x
x
b
x
t
d




 






 
1
2 d
v
v t
 
 
2 1
3
4
4
1
2
t t
v
d
v
s


  
 Să se studieze mişcarea mobilului care respectă legea :
 Se observă dependenţa coordonatei spaţiale x de coordonata
independentă t2:
2
t
t
2
5
x 



 
    

















2
0
0
0
0
2
t
t
2
a
t
t
v
x
x
t
1
0
t
2
5
x
29



 



 
o
x m poziţia iniţială în drepta originii axei
 
5 0
 

0 0
t s momentul iniţial
 
a m
a acceleraţia în sens opus vitezei v
s
      0
1 2 0
2
2
 
 
2 0
o
m
v în sensul axei
s
 Determinarea legii vitezei:
 Determinarea poziţiei şi momentului opririi:
 Determinarea poziţiei şi vitezelor pentru momentele
t2= 2 s; t3 = 3 s :
 
0 0 2 2
v v a t t v t
  
 
 

2 2
0 1
0 op
t
t
v s
    


30
2
2 2
5 2 2 1 2 5
x x m
      
2
5 2 1 6
o
p p
p op
o o
t t
x x m
    
 
2 2
2 2 2 2
m
v v
s
     
2
3 3
5 2 3 1 3 2
x x m
       3 3
2 2 3 4
m
v v
s
     

2 2
pentru t s

3 3
pentru t s
Marimile
mişcării
Momentul
t0=0s
Momentul
t1=1s=top
Momentul
t2=2s
Momentul
t3=3s
Poziţia(m)
Viteza(m/s)
Acceleraţia
Interpretare
31
x0 (t0 )
v0 (v1=0)
v2
v3
x3
a
x
x2 x1
Δx1=1m Δx2=1m Δx3=3m
5 6 5 2
2 0 -2 -4
a= - 2 m/s2
Mișcare încetinită Mișcare accelerată
Reprezentarea în
sistemul (t,x) este o
parabolă, vârful
parabolei
corespunzând
momentului şi poziţiei
opririi.
Curba albastră 
mişcare încetinită.
Curba roşiemişcare
accelerată.
32
x,v
t
x0 =
t1 t2 t3
t0
x1
x3
x2
v2
(v0)
 Reluăm ecuaţiile mişcărilor din slide-urile anterioare :
1 2
2
5 2 şi x
x t
t t 
  
 

2
2
5
1
2
x
x
t
t t
 
   





33
 Deducem momentul şi poziţia întâlnirii şi reprezentăm grafic:
2
1
2
2
1
5 2
t t t
x t
  
      



2
1 2
4
x t
t
  
 



2
5
t s
x m





34
Marimile
mişcării
Momentul
t0=0s
Momentul
t1=1s=top
Momentul
t2=2s
Momentul
t3=3s
Poziţia(m) x1
Poziția(m) x2
Acceleraţia a1
Viteza (m/s) v2
Viteza(m/s) v1
Interpretare
5 6 5 2
2 0 -2 -4
a= - 2 m/s2
1 3 5 7
Mișcare încetinită Mișcare accelerată
v2= 2 m/s
x
x01 (t0 )
v01
x02 (t0 )
v2
(v1=0)
x1(t1 )
v1
x1(t2 ) v2
v2
x1 (t3) x2 (t3 )
v2
 MRUV-parabola
 MRU-dreapta
 Intersecţia curbelor
reprezintă :
momentul şi poziţia
întâlnirii.
35
x
t
x0
t1 t2 t3
t0
x1
x1
( 2 ; 5)
x1=x2
x2
   
   
2
2
2 0 0 0 0
2 4
2
x
a
-
= 1 t
+
-0 t-0 +
x = +
3
t t v t-t x



 

 


 
 
0 0
1
1
x
t
= 1 t-0 -3
x = v -t +x







36
 Să se studieze mişcarea corpurilor care se deplasează conform legilor :
   
2 MRUV
2 2
2
1
1 x =t -4 t+3
x =t-3 x=f t MRU x f t
 
 

 
 
 
0
m
s
01
1
01
x = -3 m în stânga originii axei
v = 1
i
0 în sensul axei
t 0 s moment init al



 

 

<
>
 
 
 
 
2 2
0
m
s
m
0
s
02
02
02
x = 3 m în dreapta originii axei
v = -4 0 în sens opus axei
t 0 s moment initial
a =2 acelasi sens cu viteza













>
<
>
37
 Mobilul 1: x1=t-3
t1 =1s → x1= 1-3= -2
t2 =2s → x2= 2-3= -1
t3 =3s → x3= 3-3= 0
t4 =4s → x4= 4-3= 1
t5 =5s → x5= 5-3= 2
 Mobilul 2: legea vitezei v=v0 +a . t; v=-4+2.t
t1 =1s → v1= -4 + 2 . 1 = -2
t2 =2s → v2= -4 + 2 . 2= 0 (OPRIRE)
t3 =3s → v3= -4 + 2 . 3= 2
t4 =4s → v4= -4 + 2 . 4= 4
t5 =5s → v5= -4 + 2 . 5= 6
 Mobilul 2: legea mișcării: x=t2 - 4 . t + 3
t1 =1 s → x1 = 12 - 4 . 1 + 3 = 0
t2 =2 s → x2= 22 - 4 . 2 + 3 = -1
t3 =3 s → x3= 32 - 4 . 3 + 3 = 0
t4 =4 s → x4= 42 - 4 . 4 + 3 = 3
t5 =5 s → x5= 52 - 4 . 5 + 3 = 8
38
moment t0=0s t1=1s t2=top=2s t3=3s t4=4s t5=5s
x1 (m)
x2 (m)
v1 (m/s)
v2 (m/s)
a1 (m/s2)
a2 (m/s2)
INTERPRETARE
1 m/s
0 m/s2
2 m/s2
-3 -2 -1 0 1 2
3 0 -1 0 3 8
-4 -2 0 2 4 6
Mișcare încetinită Mișcare accelerată
0
x01= -3
1
v
r
x02= 3
-1
 
2 0
v 
r
0
v
r
a
r
1
v
r
3
v
r
4
v
r
5
v
r
-2 1
v
r
1
v
r
1
v
r
1
v
r
1 2
8 x
39
 Graficul se poate trasa prin puncte ținând cont că MRU este o dreaptă, iar
MRUV este o parabolă sau parabola poate fi reprezentată utilizând
asocierea cu cunoștințele de matematică pentru parabolă V (-b/2a; -Δ/4a) :
x(m)
t(s)
0 1 2 3 4 5
-1
-2
-3
1
2
3
4
5
6
7
8
2
2
2
4
y
x = 1 t t +
x
3
x
=a +b +c


   



 
 
V
V 2 1
V
b Δ
2 a a
-4 16-12
2 1
4
4 1
(
( ;
; )
)
;
 

 
  

 




 
40
MIŞCAREA RECTILINIE
MOBILUL 1
MOBILUL 2
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-2 -1 0 1 2 3 4 5
t
x
REPREZENTAREAVITEZELOR
-8
-6
-4
-2
0
2
4
-2 -1 0 1 2 3 4 5
t
v
v1
v2
41
 Enunţ: Un corp lansat pe o suprafaţă
orizontală, se opreşte după 10 s.
Suma distanţelor parcurse de acest
corp , în prima secundă şi ultima
secundă înainte de oprire este de 20 m.
Să se determine distanţa parcursă,
ecuaţia mişcării şi a vitezei
 Rezolvare: Fiind vorba de o mişcare cu
scăderea vitezei înseamnă că ne
referim la mişcarea rectilinie uniform
încetinită a<0:
42
2
0
0
2
x v t t ecuaţia mişcării
v = v t ecuaţia
a
a vitezei
   


 
9
v
0
v  
0
t  
9
t
x
 
10
v =0 t
x
1
v  
1
t
1
x 2
x
0
0
10
0 10
v
a
a
v
v
t
   
  
1 0
2
a
x v
  
1 2
2
10 10 1
9 -
2
0
a
d a
a
x
a
x a a
 
  
    
  

2 0
10 20 2
10 0
2 2
m
a
a
m
v
s
s
       

2
2
20 10 10
2
100
x m
   

 
   
   
9 0 2 0
9 9 -
2
a
v v a x v a
Pentru Δx 2 calculăm viteza iniţială
a
 Enunţ: Să se demonstreze că un
corp aruncat vertical, de jos în sus,
parcurge întotdeauna, în ultima
secundă a urcării, aceeaşi distanţă,
indiferent de viteza de lansare. Să
se determine apoi suma distanţelor
parcurse în prima şi ultima
secundă a urcării, apoi suma
distanţelor parcurse în a doua şi
penultima secundă a urcării şi aşa
mai departe.
 Rezolvare: Fiind vorba de o mişcare
în câmp gravitaţional acceleraţia va
fi g ≈ 10m/s2 . Deoarece corpul se
mişcă în sens invers acesteia,
mişcarea va fi încetinită şi legile vor
fi exprimate conform relaţiilor:
43
2
0
0
2
x v t t ecuaţia mişcării
v = v t ecuaţia
g
g vitezei
   


 
vD
0
v
 
0
t
 
D
t
x
 
v =0 E
t
E
vA
 
A
t
1
x
2
x
  0
0 legea vitezei
u
O v
v
t
g
E  
 
 
  
 
 
 
 0
0 1
D D
v v g v
v
g
g
2
1 0 0
2 2
g
x v v
x
g
 
 
 



  

   
  0
0
A A
v g 1 v
v v g
0
0 2
2 C
C g
v
v
v
g
v g
 
   

 

 

   
 
   

  

2
2
2
2
2
1 1
2
.
2
D
x v
g
x g c
g
t t
onst
g
Pentru Δx2 calculăm viteza iniţială
g
vC
vB
3
x
4
x
O
A
B
C
D
 
B
t
 
C
t
Calculăm vitezele vA şi vC pentru a calcula
suma Δx3 + Δx4 :
 
0 0
2
2 2
g
g
g
v v
g
   
   
4
3 Δ
Δ x
x
 Enunţ: Aflaţi de la ce înălţime cade
un punct material, dacă în ultimele
două secunde ale căderii parcurge
un spaţiu de 3 ori mai mare decât
în primele două secunde. (g=10
m/s2)
 Rezolvare: Fiind vorba de o
mişcare în câmp gravitaţional
acceleraţia va fi g ≈ 10m/s2 .
Deoarece corpul se mişcă în
sensul gravitaţiei, mişcarea va fi
accelerată şi legile vor fi
exprimate conform relaţiilor:
44
2
0
0
2
x v t t ecuaţia mişcării
v = v t ecuaţia
g
g vitezei
   


 
vB
x
 
0 0
v =0 
A
t
 
C
t
1
x
2 1
3
x x
   
1
2
0
2
g
x t
     1
2
g
x
  2
2
 2g

2
2 2
2
= 2
=
2
C C
g g
x x
t t
v v
   
 
    2
2

 
2 2 C
x v g
  

2
t s
  
Pentru a calcula Δx1 avem v0 =0:
g
vC
2
x
A
D
C
B
Calculăm Δx2 :
2 2
2
D AD
A
g H
H t
g
t

  
 
vD
H
Calculăm tAD :
Calculăm vC :  
2
A
C D
t
v g
  
2
2
C
H
g
v
g
 

   
 
 
 
2
2
2 2
H
x g g
g
 
 

    
 
 
 
 



 
2
2
2 4 2
H
g g
x g
g

  
    
2
2
2 2
x
H
g g
g

     
 Enunţ: Aflaţi de la ce înălţime cade
un punct material, dacă în ultimele
două secunde ale căderii parcurge
un spaţiu de 3 ori mai mare decât
în primele două secunde. (g=10
m/s2)
 Rezolvare: Fiind vorba de o
mişcare în câmp gravitaţional
acceleraţia va fi g ≈ 10m/s2 .
Deoarece corpul se mişcă în
sensul gravitaţiei, mişcarea va fi
accelerată şi legile vor fi
exprimate conform relaţiilor:
45
2
0
0
2
x v t t ecuaţia mişcării
v = v t ecuaţia
g
g vitezei
   


 
vB
x
 
0 0
v =0 
A
t
 
C
t
1
x
2 1
3
x x
   
g
vC
2
x
A
D
C
B
vD
H
2 2
3 1 4
H H
g g
 
    
2
3 2 2 : 2
2
H
g g
g
g
g

    
   
2 16 : 2 8
H g H g

    
80
H m

2
1
3 x
Dar x
 


46
    
y t t
2
2 3 1
  
x t
4 5
Să se determine:
a) ecuaţia traiectoriei;
b) viteza mobilului la momentul t =4s;
c) forţa ce acţionează asupra mobilului.
  


    

x t
y t t
2
4 5
2 3 1
•Ecuaţiile parametrice ale unui mobil de masă, m=2 kg, sunt:
 






 
    


x
t
x x
y
2
5
4
5 5
2 3 1
16 4
47
a) Eliminăm (t) între ecuaţiile parametrice date:
 
2 2
5 5
4 4
5 10 25 6 30 8
5
2 3 1
8
16 4
x x
t t
x x x x
x
y
y

 

 
 
 

 
     

  
   
 


 
2
1
4 3
8
5
4
y
x
t
x x
 





 





    



    

a
y t v t y
y t t +
2
0 0
2
2
2 3 1
48
  



  

x
x v t x
x t
0
4 5
b) Viteza mobilului este compusă din viteza pe (ox) care rezultă din x=4t-5 şi viteza pe
(oy) care rezultă din ecuaţia mişcării y=2t2-3t+1:
Pe (Ox) deoarece funcţia x = f (t) de gradul I, rezultă că este
o mişcare rectilinie uniformă:
Pe (Oy) funcţia este de gradul II de (t), rezultă că are o mişcare rectilinie
uniform variată, dată de legea:
 



  

x
x m( poziţia iniţi
m
v consta
ală)
ntă
s
0 5
4

 




 




y
a
(mişcare accelerată)
( poziţia iniţială)
(viteza în sens opus axei)
m
s
m
a
v
s
y
2
0
0 3
4
1
2
2
49
     
  
3 4
y
y oy v
v v a t t
pt. t=4 s 13
y
m
v
s
 
2 2
16 169 185
x y
v v v
v    
  13 6
m
v ,
s

c) F= m∙a
F= 2∙4
F= 8N
Scriem legea vitezei:
Calculăm viteza compunând vitezele:
PROBLEMĂ
COMBINATĂ –
DINAMICĂ -
CINEMATICĂ
Un cărucior de masă m=20 kg,
este tractat pe plan orizontal
cu F = 20 N, sub unghi de
α=600 . A) În cât timp
parcurge d = 300 m; b) care
este viteza în acest punct și
cât este normala la plan?
50
A B
v0= 0m/s v
F
600
Fx
Fy
a
d
b) v = v0 + a . t →
(ox) Fx = m . a
Fx = F . cosα  a =
F . cosα
m
a) v2 = v2
0 + 2 . a . d
v2 = 2 . a . d
 v2 = 2 . . d
F . cosα
m
v = √ 2 . . d
F . cosα
m

t =
v
a
 v= 17,32 m/s
t =
v . m
F . cosα
  t = 519,2 s = 8,66 min
x
y
G
N
PROBLEMĂ
COMBINATĂ –
DINAMICĂ -
CINEMATICĂ
Un cărucior de masă m=20 kg,
este tractat pe plan orizontal
cu F = 20 N, sub unghi de
α=600 . a) În cât timp
parcurge d = 300 m; b) care
este viteza în acest punct și c)
cât este normala la plan?
51
A B
v0= 0m/s v
F
600
Fx
Fy
a
d
N = m . g -F . sinα
Fy = F . sinα
G= m . g

c) (oy) Fy +N - G=0
x
y
G
N
N = 20 . 10 -20 . √3/2= 182,7 N
Concluzie : N < G, deoarece corpul este ridicat
de componenta Fy a forței de tracțiune

Probleme cinematica

  • 1.
  • 2.
     Mişcarea rectilinieuniformă – studiul mişcării pe baza legii  Mişcarea rectilinie uniformă – studiu pe baza graficelor mişcării  Mişcarea rectilinie uniformă – studiu pe baza relativităţii  Mişcarea rectilinie uniform variată – studiu complet al mişcării  Probleme diverse privind mişcarea rectilinie uniform variată  Determinarea ecuaţiei mişcării compuse – pe baza ecuaţiilor parametrice pe axe 2
  • 3.
     Să sedetermine poziţia şi momentul întâlnirii a două mobile care se mişcă conform legii :        1 2 ; 4 2 2 1 x x t t 3  Observăm că legea include variabila t1, deci este o MRU :                0 t 2 1 x t t v x x 1 0 0                   2 02 02 2 4 0 viteza în sens opus axei poziţia iniţială în dreapta originii a moment iniţ xe ial i m v s t s x m               0 t 2 4 x t t v x x 2 0 0       poziţia iniţia m lă în stânga originii a oment iniţia viteza în sensul axei l xei t m s v s x m             1 01 01 1 2 0
  • 4.
     Aplicăm metodaalgebrică de determinare a lui xx şi tx:   5 4 3 4 2 4 2 4 2 1 2 6 4 2 2 1 x x t x t t s x m x t faţă d t O x e t                                   4 x01 A(t01) v01 x02 B(t02) v02 xx M(tx) x O  Reprezentare în SR monoaxial : 1 3 5 1 2 2 d m    2 3 5 4 2 2 d m    Mobilele parcurg distanţe egale deoarece au viteze egale! d2 d1
  • 5.
     Determinăm punctelede intersecţie cu axele :   1 0 ; 0 ; 0, 1 1 2 1 1 ,0 2 2 x P x R t t x t                         5 P S Q R x t M(5/4, 3/2)     0,4 0 4 ; 0 ; 2 0 2 , 4 2 t x x Q x t t S                o -1 4 1/2 2
  • 6.
        00 2 x= x + v t-t x = 3 + 2 t-0        0 1 x=x +v t x =-2+3 t       Să se determine poziţia şi momentul întâlnirii a două mobile care se mişcă conform legii : t x t x        2 1 ; 3 3 2 2 6  Observăm că legea include variabila t1, și t0 =0s deci este o MRU :       poziţia iniţială î s n dreapta originii ax moment ini i viteza în ensu a l ax ţ l e ei i t m s v s x m            2 02 02 3 2 0       poziţia iniţia m lă în stânga originii a oment iniţia viteza în sensul axei l xei t m s v s x m             1 01 01 2 3 0
  • 7.
     Aplicăm metodaalgebrică de determinare a lui xx şi tx: x x t t            3 2 3 2 7 x01=-2 A(t01) v1 x02=3 B(t02) v2 xx=13 M(tx) x(m) O  Reprezentare în SR (monoaxial): d m      1 3 3 5 2 15 1 d m      2 13 2 5 3 10 Mobilele parcurg distanţe diferite deoarece au viteze diferite! d2 d1 t t x t              3 2 2 3 2 3   x x f t aţă O s x m de        5 13
  • 8.
    8  Determinăm punctelede intersecţie cu axele :   x P x t t t x R                         0 ; ; 2 0, 2 2 3 2 3 0 2 ,0 3 P S Q R x(m) t(s) M(5, 13)   x Q x t x t S t                            0,3 0 0 , 3 3 3 ; 2 2 2 3 0 ; o -2 3 2/3 -3/2
  • 9.
     Doi bicicliştiaflaţi la distanţa de 5 km pornesc simultan unul spre altul cu vitezele de 2km/h. Determinaţi locul şi momentul întâlnirii? 9 1 1 d t v   1 5 5 2 2 2 4 5 2 : 5 4 2 d t s v Numer c d m i                2 2 d t v   1 d d      1 2 1 1 t t d v v v d t           1 2 1 1 t d v v t v d           1 1 1 2 d v d v v     2 1 d d d  
  • 10.
    PROBLEMA GRAFICĂ1 Reprezentare –interpretare Graficul mşcăriiunui mobil este cel din figura alăturată. a. Descrieţi mișcarea mobilului b. Determinați legile mişcării pe fiecare etapă c. Reprezentați mișcarea în sistemul de referință 10 100 25 x(m) t(s) 5 10 20 0 Rezolvare   1 . . . . a x f t M RU    funcţie liniară   legea mişcării : v     0 0 . ; b x x t t   0 100 5; 0,5 0 =0; x pent = x = 2 ru 5       t t t α1 α3   1 25 10 15 0 5 . . 75 5 m se apropie de S R s       v Rezolvare   1 25 100 0 v 5    
  • 11.
    11 0; 0 r x x e x p x aus       v = 0   1 • 0,5 100 15 pentru t x t          3 • 10,20 25 7,5 10 pentru t x t        0 0 • 25 10; 5,10 t pentr t u t       =5; x = x = 25   0 0 25 20; • 10,20 t pentr t u t       =10; x = x =100     100 25 75 10 1 100 25 20 10 7,5 0 . . v v          m se depărtează de S R s Graficul
  • 12.
    12 • pentru (0,5)-mobilul se apropie de SR cu viteza 15 m/s • pentru (5,10) – mobilul se oprește pentru 5 s • pentru (10,20) – mobilul se îndepărtează de SR cu viteza de 7,5 m/s x (m) 0 100 (t01=0s) 25 (t03=10s) 1 v 2 v
  • 13.
    13  Determinați legilede mișcare corespunzătoare graficelor și identificați poziția și momentul întâlnirii , trasând monoaxial mișcările x(m) t(s) 120 60 20 2 10 25 Rezolvare   . . . funcţii liniare    I x f t M RU   legea mişcării : v     0 0 ; aplicăm x x t t   0 0, 60 25; 25 0 =0; x pent = x = 20 ru      t t t   1 20 60 0 v 25       1 1,6 20 60 40 25 25 0 v        m sens invers axei s 60 1,6 t    x   0 0 10; 2,10 0 = 2; x pen = x =1 tru 20      t t t   2 120 0 2 v 10     
  • 14.
    14   2 0 15 0 1200 12 10 8 2 m în sensul axei s       v   15 t - 2   x Determinăm poziția și momentul întâlnirii :   60 1,6 60 1,6 60 1,6 60 1 15 2 15 30 15 30 ,6                                  x t x t t x t x t x t t     60 1,6 60 1,6 5,42 16,6 20,60 51,3 5,42 90 5,42 2,10                            î î î î x x m t s x t t x t t s Grafic x (m) 0 pornește mai târziu (t02 =2 s) 60 (t01=0s) xî=51,3 m (tî=5,42s) 1 v 2 v
  • 15.
    15  Determinați legilede mișcare corespunzătoare graficelor și identificați poziția și momentul întâlnirii , trasând monoaxial mișcările și vitezele relative. x(m) t(s) 30 -5 0 70 90 P (2) (1) Rezolvare   . . . funcţii liniare    I x f t M RU   legea mişcării : v     0 0 ; aplicăm x x t t   0 5,30 0 30;        t t t 0 = -5; x = x =7 p 0 entru 2  1  m v tg s 1 1 70 2 0 30 5           0 2 5 2 5            x x t t -   0 0,30 0 30;       t t t 0 =0; x = x =9 p 0 entru m v tg s 2 2 90 3 0 30        0 3 0 3       x t x t
  • 16.
    16 Determinăm poziția șimomentul întâlnirii :   3 2 10 3 3 10 3 2 5 0                           î î t t x x t t t s x m x t x (m) 0 v1 (t01 = - 5 s) v2 (t02 = 0 s) xî=30 m (tî=10s) Vitezele relative: v21 v1 v1  v2 v1  v21 v12 v2 v2  v1 v2  v12 Are senzația că merge mai încet ! Are senzația că merge în sens opus !
  • 17.
    PROBLEMA GRAFICĂ 4 Utilizând dateledin tabel, răspundeți la următorele cerințe: a) reprezentați graficul mișcării; b) determinați pe etape vitezele ; vitezele extreme; c) stabiliți legile mișcării pe etape și verificați corectitudinea acestora printr-o valoare arbitrar aleasă; d) reprezentați mișcarea în S.R.I.; e) determinați distanța și deplasarea totală parcursă precum și viteza medie . 17 a) Rezolvare t(s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 x(m) 1 2 3 4 4 4 4 6 8 8 4 0 -4 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 t(s) x(m) -4 1 2 3 4 5 6 7 8 0 b)   1 1 1 1 0;0,3        x I t tg t ;v 1 01 1 1 01 4 1 3 10 0,3 0 0,3 x x m v t t s         β1   2 2 2 4 4 0,3;0,6 0 0,6 0,3 ;v          x m II t repaus t s   3 03 3 3 03 8 4 0,6;0,8 20 0,8 0,6 ;v          x x m III t t t s   4 4 4 8 8 0,8;0,9 0 0,9 0,8 ;v          x m IV t repaus t s   5 05 5 5 05 4 8 0,9;1,2 40 1,2 0,9 ;v            x x m V t t t s min 1 5 ; v v v v   MAX
  • 18.
    18 c) Legea oricărei mișcărirectilinii este de forma x=f(t); adică cunoaștem poziția mobilului (x) în fiecare moment (t). În M.R.U. Reprezentarea este o dreaptă- deci este funcție liniară care rezultă din definirea vitezei:   0 0 0 0 v v         x x x x t t t t   0 0 1 0;0,3 0 1 10 10 x =1m ; t v                I t s x t m s   0 0 3 4 0,3;0,6 0,3 4 0 ; v               x m II t t s x m s     0 0 1 0,6;0,8 0,6 4 20 0,6 20 8 20 x = 4m ; t v                    III t s x t x t m s   0 0 3 8 0,8;0,9 0,8 8 0 ; v               x m IV t t s x m s     0 0 5 0,9;1,2 0,9 8 40 0,9 44 40 40 x = 8 m ; t v                     V t s x t x t m s Verificăm legile: 0,15 1 10 0,15 2,5 ;        I t s x m 0,7 20 0,7 8 6 ;       III t x m 1,0 44 40 1,0 4 ;        V t s x m
  • 19.
    d) 0 x(m) 4 1 8 -4 1 v3 v   0,3s   0,3s 5 v   0,3s (0) (0,6) (0,9)
  • 20.
    20  Trei avioanese deplasează pe trei direcţii paralele, distanţele dintre direcţii fiind d1=400 m şi d2= 200 m.  Cunoscând vitezele a două avioane v1= 12 km/h şi v2 = 16 km/h, calculează viteza celui de al treilea, astfel încât toate trei să se găsească permanent în linie dreaptă.  Vitezele v2 şi v3 sunt în sens invers vitezei v1. d1 d2 2 v 3 v x y 0 1 v Rezolvare Utilizăm condiţia impusă – vitezele pe aceeaşi direcţie – adică determinăm ecuaţia dreptei pe care se află avioanele 1 şi 2, apoi impunem condiţia ca avionul 3 să se găsească pe aceeaşi dreaptă. 400 600
  • 21.
    21  Pentru cacele două avioane să se găsească pe o dreaptă, punctele trebuie să aparţină (verifice) acestei drepte. y= a x + b, unde y reprezintă d1 şi d2, iar x – cele două viteze (v . t): d1 d2 2 v 3 v x y 0 1 v Determinăm viteza celui de al treilea avion, considerând t=1s (mişcarea este identică în fiecare secundă-parcurg distanţe egale în intervale egale de timp):       1 1 2 2 0 12 1 0,4 16 1 0,4 2 1 1 ; 12 7 8 4 0 70 a t b y a a b t x b y a x b a t b t a t                                       3 3 3 3 3 1 1 70 12 0,6 7 12 48 12 70 70 30 1 km y h               v v v v 1 1 ; 12 70 70    a b A B C B’ C’
  • 22.
    22  Ştim dejacă nu se poate analiza mişcarea unui mobil în raport cu altul aflat în mişcare. Prin urmare am să aplic metoda relativităţii adică am să adun viteza -v1 fiecărei viteze, astfel acest mobil va fi în repaus. Se va aplica regula asemănării triunghiurilor. d1 d2 2 v 3 v x y 0 1 v Rezultatul coincide cu cel determinat prin metoda analitică !   ' ' 1 2 1 1 2 ' ' AB BB ABB ACC AC CC t d d d          v v   1 3 t   v v  1 -v 1 -v 1 -v A B C B’ C’ 1 d v 3 1 1 1 1 d d    v v 3 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 d d d d d d d              v v v v v v v   2 2 1 1 3 3 2 2 00 16 d d       v v v v v 400 28  (7 30 km h 
  • 23.
     Două mobilese mişcă unul spre celălalt astfel încât distanţa dintre acestea se micşorează cu viteza u1=3 m/s, iar când se mişcă în acelaşi sens, aceeaşi distanţă se micşorează cu u2=3,6 km/h. Care sunt vitezele v1 , v2 ? 23 1 v 2 v   1 2 1 u v v    Aplicăm metoda relativistă: adunăm o viteză opusă –v2, pentru a determina viteza relativă ! 2 v  2 v  1 u Mobil în repaus vectori coliniari de acelaşi sens    1 1 2 1 v u v  
  • 24.
    24 1 v 2 v 2 v  Aplicăm aceeaşimetodă! 2 v    2 2 1 u v v        1 1 1 1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 , 2 2 2 u u u v v v u u u v Din v v                   1 1 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 1 1 2 1 2 v v v u u u u u u u v v v v v v u v                              2 u Mobil în repaus vectori coliniari de sens opus    1 2 2 2 v u v  
  • 25.
    Problemă grafică Un motociclistpleacă din Ploieşti cu viteza v1 = 30km/h , iar după ½ h pleacă al doilea motociclist din Bucureşti cu viteza v2 = 50 km/h, amândoi îndreptându-se spre Sinaia. Să se afle , pe cale grafică, locul şi momentul întâlnirii ştiind că distanţa Bucureşti – Ploieşti este de 120 km. 25 Reprezentăm problema în SR: 1 v 2 v   0,5 x t    x t   x t M B, x02 =0 P, x01 =120 xx 120 km  1 x =120+30 t Determinăm legile mişcării: x= x0 +v (t - t0) şi reprezentăm grafic :    2 x =0+50 t - 0,5              t =0 x =120 0;120 x =0 t = -4 -4;0        t =0 x = -25 0;-25 25 x =0 t = 50         =0,5 0,5;0 x Determinăm momentului tx şi locului xx al întâlnirii:                2 1 x =120+30 t 120 50 t -0,5 x =50 t - 25 x =50 t - 25 +30 t =          t =7,25 s t =7,25 s x = 50 7,25 - 25 x = 337,5 m Grafic
  • 26.
    26  1 x =120+30 t   2 x = 50 t - 0,5 x y 0 337,5 120,0 -25,0 7,25 -4,0 0,5 Verificare: 2    337,5 50 7,25 05 CORECT    2 tg = 1    337,5 120 30 7,25 tg CORECT    1 = Problema
  • 27.
    RELATIVITATE În trenul carese mişcă cu viteza vt = 18 m/s faţă de Pământ, un călător se deplasează pe direcţia de mişcare a trenului cu viteza v0 = 3 m/s faţă de tren. Să se afle valorile vitezei călătorului faţă de Pământ. Prezentaţi grafic soluţionarea problemei. 27 t v t v 0 v 0 v Observatorul Observatorul Vitezele sunt coliniare şi de acelaşi sens : t v 0 v 1 r v Vitezele sunt coliniare şi de sens opus: t v 0 v 2 r v 1 t o r   v v v 1 t r o   v v v 1 t o r   v v v 1 t r o   v v v 1 18 1 3 5 r m s    v Se disting două cazuri: 1 21  r m s v
  • 28.
    Problemă clasică David șiAndrei iau startul din același loc, în același moment, cu vitezele v1 = 6m/s, v2 = 8 m/s. a) Care este viteza lui Andrei față de David ? b) După cât timp distanța dintre cei doi copii este d = 42 m 28 Problema impune două cazuri: când pornesc în același sens , respectiv în sens opus: x 1 v 2 v d . I   2 1 ) r v v a v    1 v  r v REPAUS 8 6 2 r m v s    2 2 1 1 2 1 ) x b t x x v x v t d               1 2 d v v t     2 1 21 4 2 2 t t d v v s      x 1 v d . II 1 v  REPAUS 2 v r v   2 1 ) r v v a v    6 14 8 r m v s    2 2 1 1 2 1 ) t x v v x x b x t d               1 2 d v v t     2 1 3 4 4 1 2 t t v d v s     
  • 29.
     Să sestudieze mişcarea mobilului care respectă legea :  Se observă dependenţa coordonatei spaţiale x de coordonata independentă t2: 2 t t 2 5 x                             2 0 0 0 0 2 t t 2 a t t v x x t 1 0 t 2 5 x 29           o x m poziţia iniţială în drepta originii axei   5 0    0 0 t s momentul iniţial   a m a acceleraţia în sens opus vitezei v s       0 1 2 0 2 2     2 0 o m v în sensul axei s
  • 30.
     Determinarea legiivitezei:  Determinarea poziţiei şi momentului opririi:  Determinarea poziţiei şi vitezelor pentru momentele t2= 2 s; t3 = 3 s :   0 0 2 2 v v a t t v t         2 2 0 1 0 op t t v s        30 2 2 2 5 2 2 1 2 5 x x m        2 5 2 1 6 o p p p op o o t t x x m        2 2 2 2 2 2 m v v s       2 3 3 5 2 3 1 3 2 x x m        3 3 2 2 3 4 m v v s        2 2 pentru t s  3 3 pentru t s
  • 31.
    Marimile mişcării Momentul t0=0s Momentul t1=1s=top Momentul t2=2s Momentul t3=3s Poziţia(m) Viteza(m/s) Acceleraţia Interpretare 31 x0 (t0 ) v0(v1=0) v2 v3 x3 a x x2 x1 Δx1=1m Δx2=1m Δx3=3m 5 6 5 2 2 0 -2 -4 a= - 2 m/s2 Mișcare încetinită Mișcare accelerată
  • 32.
    Reprezentarea în sistemul (t,x)este o parabolă, vârful parabolei corespunzând momentului şi poziţiei opririi. Curba albastră  mişcare încetinită. Curba roşiemişcare accelerată. 32 x,v t x0 = t1 t2 t3 t0 x1 x3 x2 v2 (v0)
  • 33.
     Reluăm ecuaţiilemişcărilor din slide-urile anterioare : 1 2 2 5 2 şi x x t t t        2 2 5 1 2 x x t t t            33  Deducem momentul şi poziţia întâlnirii şi reprezentăm grafic: 2 1 2 2 1 5 2 t t t x t              2 1 2 4 x t t         2 5 t s x m     
  • 34.
    34 Marimile mişcării Momentul t0=0s Momentul t1=1s=top Momentul t2=2s Momentul t3=3s Poziţia(m) x1 Poziția(m) x2 Acceleraţiaa1 Viteza (m/s) v2 Viteza(m/s) v1 Interpretare 5 6 5 2 2 0 -2 -4 a= - 2 m/s2 1 3 5 7 Mișcare încetinită Mișcare accelerată v2= 2 m/s x x01 (t0 ) v01 x02 (t0 ) v2 (v1=0) x1(t1 ) v1 x1(t2 ) v2 v2 x1 (t3) x2 (t3 ) v2
  • 35.
     MRUV-parabola  MRU-dreapta Intersecţia curbelor reprezintă : momentul şi poziţia întâlnirii. 35 x t x0 t1 t2 t3 t0 x1 x1 ( 2 ; 5) x1=x2 x2
  • 36.
           2 2 2 0 0 0 0 2 4 2 x a - = 1 t + -0 t-0 + x = + 3 t t v t-t x               0 0 1 1 x t = 1 t-0 -3 x = v -t +x        36  Să se studieze mişcarea corpurilor care se deplasează conform legilor :     2 MRUV 2 2 2 1 1 x =t -4 t+3 x =t-3 x=f t MRU x f t            0 m s 01 1 01 x = -3 m în stânga originii axei v = 1 i 0 în sensul axei t 0 s moment init al          < >         2 2 0 m s m 0 s 02 02 02 x = 3 m în dreapta originii axei v = -4 0 în sens opus axei t 0 s moment initial a =2 acelasi sens cu viteza              > < >
  • 37.
    37  Mobilul 1:x1=t-3 t1 =1s → x1= 1-3= -2 t2 =2s → x2= 2-3= -1 t3 =3s → x3= 3-3= 0 t4 =4s → x4= 4-3= 1 t5 =5s → x5= 5-3= 2  Mobilul 2: legea vitezei v=v0 +a . t; v=-4+2.t t1 =1s → v1= -4 + 2 . 1 = -2 t2 =2s → v2= -4 + 2 . 2= 0 (OPRIRE) t3 =3s → v3= -4 + 2 . 3= 2 t4 =4s → v4= -4 + 2 . 4= 4 t5 =5s → v5= -4 + 2 . 5= 6  Mobilul 2: legea mișcării: x=t2 - 4 . t + 3 t1 =1 s → x1 = 12 - 4 . 1 + 3 = 0 t2 =2 s → x2= 22 - 4 . 2 + 3 = -1 t3 =3 s → x3= 32 - 4 . 3 + 3 = 0 t4 =4 s → x4= 42 - 4 . 4 + 3 = 3 t5 =5 s → x5= 52 - 4 . 5 + 3 = 8
  • 38.
    38 moment t0=0s t1=1st2=top=2s t3=3s t4=4s t5=5s x1 (m) x2 (m) v1 (m/s) v2 (m/s) a1 (m/s2) a2 (m/s2) INTERPRETARE 1 m/s 0 m/s2 2 m/s2 -3 -2 -1 0 1 2 3 0 -1 0 3 8 -4 -2 0 2 4 6 Mișcare încetinită Mișcare accelerată 0 x01= -3 1 v r x02= 3 -1   2 0 v  r 0 v r a r 1 v r 3 v r 4 v r 5 v r -2 1 v r 1 v r 1 v r 1 v r 1 2 8 x
  • 39.
    39  Graficul sepoate trasa prin puncte ținând cont că MRU este o dreaptă, iar MRUV este o parabolă sau parabola poate fi reprezentată utilizând asocierea cu cunoștințele de matematică pentru parabolă V (-b/2a; -Δ/4a) : x(m) t(s) 0 1 2 3 4 5 -1 -2 -3 1 2 3 4 5 6 7 8 2 2 2 4 y x = 1 t t + x 3 x =a +b +c              V V 2 1 V b Δ 2 a a -4 16-12 2 1 4 4 1 ( ( ; ; ) ) ;                 
  • 40.
    40 MIŞCAREA RECTILINIE MOBILUL 1 MOBILUL2 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -2 -1 0 1 2 3 4 5 t x
  • 41.
  • 42.
     Enunţ: Uncorp lansat pe o suprafaţă orizontală, se opreşte după 10 s. Suma distanţelor parcurse de acest corp , în prima secundă şi ultima secundă înainte de oprire este de 20 m. Să se determine distanţa parcursă, ecuaţia mişcării şi a vitezei  Rezolvare: Fiind vorba de o mişcare cu scăderea vitezei înseamnă că ne referim la mişcarea rectilinie uniform încetinită a<0: 42 2 0 0 2 x v t t ecuaţia mişcării v = v t ecuaţia a a vitezei         9 v 0 v   0 t   9 t x   10 v =0 t x 1 v   1 t 1 x 2 x 0 0 10 0 10 v a a v v t        1 0 2 a x v    1 2 2 10 10 1 9 - 2 0 a d a a x a x a a               2 0 10 20 2 10 0 2 2 m a a m v s s          2 2 20 10 10 2 100 x m                9 0 2 0 9 9 - 2 a v v a x v a Pentru Δx 2 calculăm viteza iniţială a
  • 43.
     Enunţ: Săse demonstreze că un corp aruncat vertical, de jos în sus, parcurge întotdeauna, în ultima secundă a urcării, aceeaşi distanţă, indiferent de viteza de lansare. Să se determine apoi suma distanţelor parcurse în prima şi ultima secundă a urcării, apoi suma distanţelor parcurse în a doua şi penultima secundă a urcării şi aşa mai departe.  Rezolvare: Fiind vorba de o mişcare în câmp gravitaţional acceleraţia va fi g ≈ 10m/s2 . Deoarece corpul se mişcă în sens invers acesteia, mişcarea va fi încetinită şi legile vor fi exprimate conform relaţiilor: 43 2 0 0 2 x v t t ecuaţia mişcării v = v t ecuaţia g g vitezei         vD 0 v   0 t   D t x   v =0 E t E vA   A t 1 x 2 x   0 0 legea vitezei u O v v t g E                 0 0 1 D D v v g v v g g 2 1 0 0 2 2 g x v v x g                    0 0 A A v g 1 v v v g 0 0 2 2 C C g v v v g v g                             2 2 2 2 2 1 1 2 . 2 D x v g x g c g t t onst g Pentru Δx2 calculăm viteza iniţială g vC vB 3 x 4 x O A B C D   B t   C t Calculăm vitezele vA şi vC pentru a calcula suma Δx3 + Δx4 :   0 0 2 2 2 g g g v v g         4 3 Δ Δ x x
  • 44.
     Enunţ: Aflaţide la ce înălţime cade un punct material, dacă în ultimele două secunde ale căderii parcurge un spaţiu de 3 ori mai mare decât în primele două secunde. (g=10 m/s2)  Rezolvare: Fiind vorba de o mişcare în câmp gravitaţional acceleraţia va fi g ≈ 10m/s2 . Deoarece corpul se mişcă în sensul gravitaţiei, mişcarea va fi accelerată şi legile vor fi exprimate conform relaţiilor: 44 2 0 0 2 x v t t ecuaţia mişcării v = v t ecuaţia g g vitezei         vB x   0 0 v =0  A t   C t 1 x 2 1 3 x x     1 2 0 2 g x t      1 2 g x   2 2  2g  2 2 2 2 = 2 = 2 C C g g x x t t v v           2 2    2 2 C x v g     2 t s    Pentru a calcula Δx1 avem v0 =0: g vC 2 x A D C B Calculăm Δx2 : 2 2 2 D AD A g H H t g t       vD H Calculăm tAD : Calculăm vC :   2 A C D t v g    2 2 C H g v g              2 2 2 2 H x g g g                        2 2 2 4 2 H g g x g g          2 2 2 2 x H g g g       
  • 45.
     Enunţ: Aflaţide la ce înălţime cade un punct material, dacă în ultimele două secunde ale căderii parcurge un spaţiu de 3 ori mai mare decât în primele două secunde. (g=10 m/s2)  Rezolvare: Fiind vorba de o mişcare în câmp gravitaţional acceleraţia va fi g ≈ 10m/s2 . Deoarece corpul se mişcă în sensul gravitaţiei, mişcarea va fi accelerată şi legile vor fi exprimate conform relaţiilor: 45 2 0 0 2 x v t t ecuaţia mişcării v = v t ecuaţia g g vitezei         vB x   0 0 v =0  A t   C t 1 x 2 1 3 x x     g vC 2 x A D C B vD H 2 2 3 1 4 H H g g        2 3 2 2 : 2 2 H g g g g g           2 16 : 2 8 H g H g       80 H m  2 1 3 x Dar x    
  • 46.
    46     y t t 2 2 3 1    x t 4 5 Să se determine: a) ecuaţia traiectoriei; b) viteza mobilului la momentul t =4s; c) forţa ce acţionează asupra mobilului.            x t y t t 2 4 5 2 3 1 •Ecuaţiile parametrice ale unui mobil de masă, m=2 kg, sunt:                  x t x x y 2 5 4 5 5 2 3 1 16 4
  • 47.
    47 a) Eliminăm (t)între ecuaţiile parametrice date:   2 2 5 5 4 4 5 10 25 6 30 8 5 2 3 1 8 16 4 x x t t x x x x x y y                                  2 1 4 3 8 5 4 y x t x x             
  • 48.
                  a y t v t y y t t + 2 0 0 2 2 2 3 1 48           x x v t x x t 0 4 5 b) Viteza mobilului este compusă din viteza pe (ox) care rezultă din x=4t-5 şi viteza pe (oy) care rezultă din ecuaţia mişcării y=2t2-3t+1: Pe (Ox) deoarece funcţia x = f (t) de gradul I, rezultă că este o mişcare rectilinie uniformă: Pe (Oy) funcţia este de gradul II de (t), rezultă că are o mişcare rectilinie uniform variată, dată de legea:          x x m( poziţia iniţi m v consta ală) ntă s 0 5 4              y a (mişcare accelerată) ( poziţia iniţială) (viteza în sens opus axei) m s m a v s y 2 0 0 3 4 1 2 2
  • 49.
    49         3 4 y y oy v v v a t t pt. t=4 s 13 y m v s   2 2 16 169 185 x y v v v v       13 6 m v , s  c) F= m∙a F= 2∙4 F= 8N Scriem legea vitezei: Calculăm viteza compunând vitezele:
  • 50.
    PROBLEMĂ COMBINATĂ – DINAMICĂ - CINEMATICĂ Uncărucior de masă m=20 kg, este tractat pe plan orizontal cu F = 20 N, sub unghi de α=600 . A) În cât timp parcurge d = 300 m; b) care este viteza în acest punct și cât este normala la plan? 50 A B v0= 0m/s v F 600 Fx Fy a d b) v = v0 + a . t → (ox) Fx = m . a Fx = F . cosα  a = F . cosα m a) v2 = v2 0 + 2 . a . d v2 = 2 . a . d  v2 = 2 . . d F . cosα m v = √ 2 . . d F . cosα m  t = v a  v= 17,32 m/s t = v . m F . cosα   t = 519,2 s = 8,66 min x y G N
  • 51.
    PROBLEMĂ COMBINATĂ – DINAMICĂ - CINEMATICĂ Uncărucior de masă m=20 kg, este tractat pe plan orizontal cu F = 20 N, sub unghi de α=600 . a) În cât timp parcurge d = 300 m; b) care este viteza în acest punct și c) cât este normala la plan? 51 A B v0= 0m/s v F 600 Fx Fy a d N = m . g -F . sinα Fy = F . sinα G= m . g  c) (oy) Fy +N - G=0 x y G N N = 20 . 10 -20 . √3/2= 182,7 N Concluzie : N < G, deoarece corpul este ridicat de componenta Fy a forței de tracțiune