Fizică Mecanică
Bacalaureat fizica mecanica rezolvate
La bacalaureat, problemele de mecanică acoperă mișcarea, forțele, energia și impulsul. Voi rezolva o problemă tipică care combină mai multe concepte pentru a ilustra abordarea pas cu pas. Aceasta va ajuta la înțelegerea cerințelor examenului.
Problema: Mișcare pe plan înclinat cu frecare
- 1 Enunț Un corp de masă m = 2 kg este lăsat să alunece pe un plan înclinat de unghi α = 30°. Coeficientul de frecare la alunecare este μ = 0,2. Lungimea planului este L = 5 m. Calculează: a) accelerația corpului; b) viteza la baza planului; c) lucrul mecanic al forței de frecare.
- 2 a) Calculul accelerației Forța de greutate paralelă cu planul: G_paralel = m*g*sinα = 2*10*0.5 = 10 N (g = 10 m/s²). Forța de frecare: F_f = μ * N, unde N = m*g*cosα = 2*10*0.866 ≈ 17.32 N, deci F_f = 0.2 * 17.32 ≈ 3.46 N. Forța rezultantă: F_rez = G_paralel - F_f = 10 - 3.46 = 6.54 N. Accelerația: a = F_rez / m = 6.54 / 2 = 3.27 m/s².
- 3 b) Viteza la baza planului Folosim ecuația mișcării uniform accelerate: v² = v0² + 2*a*L, cu v0 = 0 (corpul este lăsat). v² = 0 + 2*3.27*5 = 32.7, deci v = √32.7 ≈ 5.72 m/s.
- 4 c) Lucrul mecanic al forței de frecare Lucrul mecanic L_f = F_f * d * cos180° (forța de frecare este opusă mișcării). L_f = 3.46 * 5 * (-1) = -17.3 J. Semnul negativ indică că forța de frecare consumă energie.
Verificare cu conservarea energiei
- 1 Energia potențială inițială Ep_inițială = m*g*h, unde h = L*sinα = 5*0.5 = 2.5 m. Ep = 2*10*2.5 = 50 J.
- 2 Energia cinetică finală Ec_finală = (1/2)*m*v² = 0.5*2*32.7 = 32.7 J.
- 3 Lucrul forței de frecare Diferența dintre Ep și Ec: 50 J - 32.7 J = 17.3 J, care corespunde cu |L_f|, confirmând rezultatul.
La bac, scrie clar pașii și includeți unitățile de măsură pentru a evita pierderea de puncte.