Εξηγούμε τι είναι η κίνηση και πώς ταξινομείται. Επιπλέον, τα στοιχεία που το συνθέτουν και μερικά παραδείγματα.
Τι είναι η κίνηση;
Σεφυσικός Ως κίνηση νοείται η αλλαγή στη θέση που βιώνει ένα σώμα στοχώρος σε μια ορισμένη περίοδο του καιρός. Κάθε κίνηση εξαρτάται από το σύστημα αναφοράς από το οποίο παρατηρείται.
Η κίνηση των σωμάτων μελετάται μέσω τουκινηματική και τοδυναμικός και τα δύο είναι ενσωματωμένα στη μηχανική. Η κλασική μηχανική μελετά φαινόμενα που αφορούν μακροσκοπικά σώματα με μικρές ταχύτητες σε σύγκριση με αυτή του φωτός.
Από την άλλη πλευρά, η κβαντομηχανική περιγράφει τους νόμους συμπεριφοράς των υποατομικών σωματιδίων με ταχύτητες κοντά σε αυτή του φως. Τέλος, η κίνηση των σωμάτων που υπόκεινται σε ισχυρά βαρυτικά πεδία μελετάται στο πλαίσιο της γενικής σχετικότητας.
Τύποι κίνησης
Σύμφωνα με τον τύπο της τροχιάς που περιγράφει ένα κινητό, η κίνηση μπορεί να ταξινομηθεί στις ακόλουθες κατηγορίες:
- Ευθύγραμμη κίνηση. Να περιγράψετε ένα σώμα του οποίου η διαδρομή είναι γραμμική και με παράλληλη ταχύτητα και επιτάχυνση. Συνήθως μελετάται σε δύο συγκεκριμένες περιπτώσεις:
- Ευθύγραμμη κίνησηΣτολή. Να περιγράψετε ένα σώμα που έχει σταθερή ταχύτητα, δηλαδή μηδενική επιτάχυνση.
- Ευθύγραμμη κίνησηΟμοιόμορφη επιτάχυνση. Περιγράψτε ένα σώμα που έχει σταθερή επιτάχυνση.
- Ομοιόμορφη κυκλική κίνηση. Περιγράψτε ένα σώμα που κινείται γύρω από έναν άξονα περιστροφής, με σταθερή ακτίνα και σταθερή γωνιακή ταχύτητα, διαγράφοντας μια περιφέρεια. Σε αυτό το είδος κίνησης, τα σώματα έχουν επιτάχυνση προς την κατεύθυνση του κέντρου του κύκλου.
- Απλή αρμονική κίνηση. Περιγράφει μια περιοδική κίνηση όπως αυτή ενός εκκρεμούς ή αυτή ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος (φως για παράδειγμα). Μαθηματικά περιγράφεται χρονικά από μια αρμονική συνάρτηση (ημιτονοειδές ή συνημίτονο). Η κίνηση μπορεί να μην είναι αρμονική, δηλαδή να μην επαναλαμβάνεται στο χρόνο, αλλά να περιγράφει μονοπάτια κυμάτων και σε αυτή την περίπτωση ονομάζεται κυματική κίνηση.
- Παραβολική κίνηση. Περιγράψτε μια κίνηση που διαγράφει μια παραβολή. Είναι το αποτέλεσμα της σύνθεσης μιας ομοιόμορφης οριζόντιας ευθύγραμμης κίνησης και μιας ομοιόμορφα επιταχυνόμενης κάθετης κίνησης. Ένα παράδειγμα αυτού του τύπου κίνησης εκτελείται από μια μπάλα που ρίχνεται προς τα πάνω υπό γωνία ως προς την οριζόντια.
Στοιχεία κίνησης
Τα στοιχεία της κίνησης είναι οι χαρακτηρισμοί ή οι περιγραφόμενες ιδιότητες της και είναι τα εξής:
- Τροχιά. Είναι η γραμμή με την οποία μπορεί να περιγραφεί η κίνηση ενός συγκεκριμένου σώματος και που, ανάλογα με τη φύση του, μπορεί να είναι:
- Ευθύγραμμο. Ευθεία χωρίς διακυμάνσεις στην τροχιά της.
- Κυρτός. Καμπύλη γραμμή, δηλαδή θραύσμα περιφέρειας.
- Εγκύκλιος. Πλήρης περιφέρεια.
- Ελλειπτικός. Θραύσμα έλλειψης ή πλήρης έλλειψης.
- Παραβολικός. Παραβολική γραμμή.
- Απόσταση. Είναι η ποσότητα του χώρου που διανύει το κινητό στο εσωτερικό του μετατόπιση.
- Ταχύτητα. Είναι η σχέση μεταξύ της απόστασης που διανύθηκε και του χρόνου στον οποίο το κινητό το διανύει (όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα, τόσο περισσότερη απόσταση ανά μονάδα χρόνου διανύει ένα σώμα).
- Επιτάχυνση. Είναι η μεταβολή της ταχύτητας (τελική ταχύτητα μείον αρχική ταχύτητα) ανά μονάδα χρόνου.
Παραδείγματα κίνησης
Μερικά παραδείγματα κινήσεων είναι:
- Η κίνηση των αστεριών. Οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο σε ελλειπτικές τροχιές.
- Το εκκρεμές ενός ρολογιού. Τα ρολόγια του παρελθόντος λειτουργούσαν με βάση την κίνηση ενός εκκρεμούς για να σημειώσουν τα δευτερόλεπτα. Αυτή η κίνηση είναι το τέλειο παράδειγμα της απλής κίνησης του εκκρεμούς, η οποία είναι η ίδια που χρησιμοποιούμε στις ταινίες για να «υπνωτίσουμε» κάποιον.
- Μια μπάλα απόμπόουλινγκ. Δεδομένου ότι το πάτωμα του μπόουλινγκ είναι κερωμένο για να μειώσει σημαντικά την τριβή, οι μπάλες τείνουν να ταξιδεύουν με ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση μέχρι να χτυπήσουν στις ακίδες.