Cele mai importante aspecte ale lecției
Interacțiunea: acțiunea reciprocă între două corpuri. Poate fi:
- prin contact direct (atingere mecanică);
- la distanță (prin câmp gravitațional, magnetic sau electric).
- Dinamic: schimbarea stării de mișcare (pornire, oprire, variația vitezei, devierea traiectoriei);
- Static: deformarea corpului, care poate fi:
- elastică (corpul revine la forma inițială, ex. resort, minge);
- plastică (corpul rămâne deformat, ex. plastilină, lut).
Interacțiunea este acțiunea reciprocă dintre două corpuri. Are întotdeauna caracter dublu: dacă un corp acționează asupra altuia, și al doilea reacționează asupra primului.
După modul în care se realizează, interacțiunile se clasifică în:
- Interacțiuni prin contact direct: suprafețele corpurilor se ating direct (de exemplu: împingerea unui cărucior, lovirea unei mingi cu piciorul).
- Interacțiuni la distanță (prin influență): se realizează fără contact direct, prin intermediul câmpurilor:
- câmp gravitațional: atracția exercitată de Pământ asupra tuturor corpurilor;
- câmp magnetic: atracția sau respingerea dintre magneți;
- câmp electric: atracția sau respingerea dintre corpurile electrizate.
Un măr care se desprinde din copac cade spre sol chiar dacă nu atinge Pământul în timpul căderii, datorită interacțiunii la distanță intermediate de câmpul gravitațional terestru.
Acul magnetic al unei busole se orientează către polii magnetici ai Pământului. Despre ce tip de interacțiune este vorba?
Este o interacțiune la distanță, realizată prin intermediul câmpului magnetic terestru, fără a exista un contact direct între polii tereștri și busolă.
Fenomenele care apar ca urmare a interacțiunii dintre corpuri se numesc efectele interacțiunii.
Efectul dinamic: constă în modificarea stării de mișcare a unui corp. Acest efect determină apariția unei accelerații și se manifestă prin:
- creșterea mărimii vitezei (pornire sau accelerare);
- scăderea mărimii vitezei (frânare sau oprire);
- schimbarea direcției de mișcare (modificarea traiectoriei).
Efectul static: constă în deformarea corpurilor (modificarea formei geometrice sau a dimensiunilor acestora).
Când o bilă de biliard este lovită cu tacul, aceasta își modifică starea de repaus și începe să se miște cu o anumită viteză (efect dinamic). În momentul impactului, bila și vârful tacului suferă și deformări microscopice (efect static).
Un portar prinde o minge șutată spre poartă și o oprește. Ce efect al interacțiunii a avut loc asupra mingii?
Asupra mingii s-a produs un efect dinamic, deoarece starea ei de mișcare s-a modificat (viteza a scăzut de la o valoare inițială nenulă la zero, adică oprire).
Efectul static se traduce prin deformare, care poate fi de două tipuri:
Deformare elastică: proprietatea unui corp de a reveni la forma și dimensiunile inițiale după încetarea interacțiunii (a acțiunii forței deformatoare).
Deformare plastică: deformarea în care corpul nu mai revine la forma inițială după încetarea interacțiunii, păstrând forma dobândită.
- Deformare elastică: alungirea unui resort metalic, întinderea unei benzi de cauciuc sau comprimarea unei mingi de tenis în timpul impactului.
- Deformare plastică: modelarea unei bucăți de plastilină sau modelarea lutului pe roata olarului.
O bucată de sârmă de cupru este îndoită pentru a forma un cârlig. Ce fel de deformare a suferit sârma?
Sârma a suferit o deformare plastică, deoarece nu mai revine singură la forma dreaptă inițială după ce mâna nu mai acționează asupra ei.
Diagrama obiect-interacțiuni este o reprezentare grafică simplificată utilizată pentru a evidenția corpul analizat și toate interacțiunile acestuia cu mediul înconjurător.
Reprezentăm schematic corpurile sistemului prin figuri geometrice (de regulă ovale/dreptunghiuri). Corpul analizat este așezat în centru, iar în jurul lui se plasează corpurile cu care interacționează.
Trasăm legăturile dintre corpuri prin convenția grafică:
- Linie continuă: pentru interacțiuni prin contact direct;
- Linie întreruptă: pentru interacțiuni la distanță (câmpuri).
Formulăm concluziile privind numărul și natura interacțiunilor la care participă corpul studiat.
Un ghiozdan atârnă de un cuier pe un perete. Cu ce corpuri interacționează ghiozdanul și prin ce tip de linii vor fi unite în diagramă?
Ghiozdanul interacționează cu:
- Cuierul – interacțiune prin contact (se trasează cu linie continuă);
- Planeta Pământ – interacțiune la distanță prin câmp gravitațional (se trasează cu linie întreruptă).
Probleme practice
Problema 1 (Ușoară)
Clasificați următoarele acțiuni în funcție de tipul de interacțiune (prin contact sau la distanță):
Clasificați următoarele acțiuni în funcție de tipul de interacțiune (prin contact sau la distanță):
- Atracția exercitată de o riglă de plastic electrizată asupra unor bucățele de hârtie;
- Tensionarea sforii unui arc de către un arcaș;
- Frânarea unei biciclete prin strângerea manetei de frână.
- La distanță (prin intermediul câmpului electric generat de rigla electrizată);
- Prin contact direct (degetele arcașului ating și trag sfoara arcului);
- Prin contact direct (saboții de frână apasă pe janta roții).
Problema 2 (Medie)
Precizați natura efectului (dinamic sau static, iar dacă este static, dacă este elastic sau plastic) în următoarele situații:
Precizați natura efectului (dinamic sau static, iar dacă este static, dacă este elastic sau plastic) în următoarele situații:
- O minge de fotbal ricoșează din bara porții, schimbându-și direcția;
- O bucată de plastilină este strivită pe o masă;
- Un sportiv sare pe o trambulină elastică, aceasta curbându-se și apoi revenind la forma inițială.
- Efect dinamic – mingea își modifică direcția de mișcare (traiectoria și vectorul viteză);
- Efect static (deformare plastică) – plastilina își schimbă forma și nu revine la forma inițială după încetarea apăsării;
- Efect static (deformare elastică) – trambulina se curbează sub greutatea sportivului și revine la forma plană după salt. Asupra sportivului se exercită concomitent și un efect dinamic (este propulsat în sus).
Problema 3 (Dificilă)
O alpinistă suspendată pe o stâncă este asigurată printr-o coardă elastică și își sprijină picioarele pe peretele muntelui.
O alpinistă suspendată pe o stâncă este asigurată printr-o coardă elastică și își sprijină picioarele pe peretele muntelui.
- Identificați toate corpurile cu care interacționează alpinista.
- Precizați pentru fiecare interacțiune dacă este prin contact sau la distanță.
- Descrieți cum se realizează diagrama obiect-interacțiuni pentru alpinistă.
- Alpinista interacționează cu: coarda, peretele de stâncă și Planeta Pământ.
-
- Cu coarda: interacțiune prin contact direct;
- Cu peretele de stâncă: interacțiune prin contact direct;
- Cu Planeta Pământ: interacțiune la distanță (atracție gravitațională).
- Pentru diagramă: în centru se desenează un oval cu textul „Alpinistă”. Acesta se unește printr-o linie continuă cu ovalul „Coardă” și cu ovalul „Stâncă”, respectiv printr-o linie întreruptă cu ovalul „Planeta Pământ”.
