Fizică · clasa a IX-a · Unitatea 3
Bine ai venit! Hai să descoperim de ce se mișcă lucrurile.
Fiecare lecție este o mică aventură: urmărești povestea Emei, înveți teoria pe scurt, te joci în laborator, sortezi, dai un test și câștigi insigne.
Drumul tău prin mecanică
Fiecare lecție are 7 pași, la fel ca pe platformele cu lecții video: Lecția video → Teoria pe scurt → Laborator → Joc → Test → Harta minții → Anexa cu exerciții. Câștigi puncte (XP) la fiecare pas și o insignă când treci testul.
Insignele tale
Progresul se păstrează în acest browser.
Lecția 0 · înainte de toate
Forța: ce este și cum o desenăm
Când un corp acționează asupra altuia, între ele are loc o interacțiune. Forța este mărimea fizică ce măsoară interacțiunea. Ea poate avea:
- efect static: corpul se deformează (strângi mingea antistres, întinzi elasticul de păr);
- efect dinamic: se schimbă mișcarea (mingea pornește, se oprește, își schimbă direcția).
Forța se măsoară în newtoni (N), cu dinamometrul. O tabletă de ciocolată de 100 g îți apasă palma cu aproximativ 1 N.
Mărimi scalare și vectoriale
Scalarele (masa, timpul, temperatura) sunt complet descrise de un număr și o unitate. Vectorialele (forța, viteza, accelerația) au nevoie și de direcție și sens, de aceea le desenăm ca săgeți.
Rezultanta
Forța unică ce înlocuiește toate forțele care acționează asupra unui corp se numește forță rezultantă (R).
| Cum sunt forțele | Cum calculezi | 3 N și 4 N |
|---|---|---|
| același sens | R = F₁ + F₂ | 7 N |
| sensuri opuse | R = F₁ − F₂ (mare minus mic) | 1 N |
| perpendiculare | R = √(F₁² + F₂²) | 5 N |
| unghi α oarecare | R = √(F₁² + F₂² + 2F₁F₂ cos α) | la 60°: ≈ 6,08 N |
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
- Forțe pe aceeași direcție, sensuri opuse: scădem. R = 300 − 250 = 50 N.
- R are sensul forței mai mari: spre stânga. Câștigă echipa A.
Lecția 1 · manual, pag. 38
Principiul inerției
Multă vreme oamenii au crezut că un corp se mișcă doar cât timp e împins. Galileo Galilei a arătat că e greșit: un corp se oprește din cauza frecării. Fără frecare, s-ar mișca la nesfârșit, în linie dreaptă și cu aceeași viteză.
Inerția = proprietatea corpurilor de a-și păstra starea de mișcare. Ea se măsoară prin masă (kg): masă mai mare, inerție mai mare.
Un sistem de referință în care e valabil principiul se numește inerțial.
- Patinoarul: te împingi o dată și aluneci mult, pentru că gheața are frecare mică.
- Autobuzul care frânează: te înclini în față, pentru că corpul tău își continuă mișcarea.
- Centura de siguranță: te oprește odată cu mașina la o frânare bruscă.
- Scuturatul covorului: covorul pleacă brusc, praful rămâne pe loc și cade.
- Mingea de bowling e mai greu de oprit decât mingea de tenis: are masă mai mare.
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
- Mișcarea este rectilinie și uniformă (viteză constantă).
- Conform principiului inerției, asta se întâmplă doar când rezultanta e nulă.
- R = 0 N.
Lecția 2 · manual, pag. 39–40
Principiul fundamental al dinamicii
Accelerația
Accelerația arată cât de repede se schimbă viteza. Cu a = 2 m/s², viteza crește cu 2 m/s în fiecare secundă: 0, 2, 4, 6 m/s...
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
- Date: m = 8 000 kg, F = 16 000 N, a = ?
- a = F / m = 16 000 / 8 000 = 2 m/s².
- La frânare cu aceeași forță, a = 2 m/s², dar în sens opus vitezei.
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
- R = 30 − 10 = 20 N, spre dreapta.
- a = 20 / 5 = 4 m/s².
Lecția 3 · manual, pag. 41–42
Principiul acțiunilor reciproce
Nicio forță nu apare singură. Când împingi un perete, simți că și peretele te împinge în palmă. Când sari, împingi podeaua în jos, iar podeaua te împinge în sus.
| Situația | Acțiunea | Reacțiunea |
|---|---|---|
| Mersul | talpa împinge solul înapoi | solul împinge talpa înainte |
| Înotul | mâinile împing apa înapoi | apa te împinge înainte |
| Balonul eliberat | balonul împinge aerul afară | aerul împinge balonul invers |
| Racheta | racheta împinge gazele în jos | gazele împing racheta în sus |
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
- Principiul III: FBA = 35 N, în sens opus.
- aA = 35 / 50 = 0,7 m/s²; aB = 35 / 70 = 0,5 m/s².
- Forțe egale, dar eleva mai ușoară are accelerația mai mare. Pleacă în sensuri opuse.
Lecția 4 · manual, pag. 43–45
Forța de apăsare și forța de frecare
Greutatea și reacțiunea normală
Pământul atrage orice corp cu greutatea G = m · g, vertical în jos. O carte pe masă nu cade pentru că masa o împinge în sus cu reacțiunea normală N, perpendiculară pe suprafață. Pe un plan orizontal, tras orizontal: N = G = m · g. Pe plan înclinat sau cu forță oblică, N ≠ G.
Frecarea
Frecarea statică apare cât timp corpul stă, dar ceva încearcă să-l miște; crește odată cu forța ta, până la o valoare maximă. După pornire apare frecarea la alunecare, aproximativ constantă și puțin mai mică. De aceea e mai greu să pornești un corp decât să-l ții în mișcare.
Legea 1: nu depinde de aria de contact. Legea 2: e direct proporțională cu apăsarea normală.
μ depinde de materiale și de starea suprafețelor (uscat, ud, lubrifiat).
Rețeta pentru probleme
- Desenezi corpul și toate forțele: G (jos), N (sus), F (tracțiunea), Ff (opusă mișcării).
- Alegi axele: Ox în sensul mișcării, Oy în sus.
- Scrii F + Ff + G + N = m · a.
- Pe Oy: N − G = 0 ⇒ N = m · g.
- Pe Ox: F − Ff = m · a.
- Înlocuiești Ff = μ · m · g și afli necunoscuta.
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
- N = 10 · 10 = 100 N; Ff = 0,2 · 100 = 20 N.
- F − Ff = m · a ⇒ F = 20 + 10 · 2 = 40 N.
- Formula generală: F = m(a + μg).
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
Lecția 5 · manual, pag. 46–48
Forța elastică, legea lui Hooke și tensiunea
O forță care schimbă forma unui corp se numește forță deformatoare. Dacă după ce o oprești corpul revine la forma inițială, deformarea este elastică. Revenirea o produce forța elastică, care apare în corpul deformat și are sens opus deformării. Plastilina se deformează plastic (permanent).
Tensiunea în fir
Un fir întins ține corpul cu o forță de-a lungul firului: tensiunea T.
| Corpul | Ecuația | Rezultat |
|---|---|---|
| stă sau urcă/coboară cu viteză constantă | T − G = 0 | T = m · g |
| urcă accelerat | T − G = m · a | T = m(g + a) (mai mare) |
| coboară accelerat | G − T = m · a | T = m(g − a) (mai mică) |
De aceea, într-un lift care pornește în sus te simți mai grea, iar în jos, mai ușoară.
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
2. T − G = m · a ⇒ T = 3 · (10 + 2) = 36 N.
Lecția 6 · manual, pag. 49–50
Interacțiunea gravitațională
În 1687, Isaac Newton a arătat că oricare două corpuri cu masă se atrag. Forța care face mărul să cadă ține și Luna pe orbită. Există și între tine și colega de bancă, dar e mult prea mică s-o simți.
Lângă Pământ, atracția este greutatea: G = m · g.
| Masa | Greutatea | |
|---|---|---|
| Ce este | măsura inerției | forța cu care planeta atrage corpul |
| Tip, unitate | scalară, kg | vectorială, N |
| Pe Lună | aceeași | de ~6 ori mai mică (g ≈ 1,6 m/s²) |
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
Încearcă singură, apoi deschide rezolvarea
Pentru tipărit sau pentru recapitulare
Toate anexele
Exercițiile de după fiecare lecție, adunate la un loc. Le poți rezolva aici sau le poți tipări.