Четири основни типа движение

Физиката обхваща много теми, но в основата си е изследването на това как се движат нещата. На ниво "макро" (по отношение на ежедневните и видими неща, за разлика от "микро" или атомни и субатомни, явления) много физици и инженери класифицират движението в четири основни типа: линейно, въртящо се, бутално и трептящ. Машините с движещи се части показват една или повече от тях.

Имайте предвид, че те не трябва да се бъркат с бързи и бързи закони на движение; те са приети в много конвенции, но в никакъв случай не представляват железни категории. Например астрономите често обсъждат движението по отношение на оборотите, въртенето, космическото разширение и орбиталните системи. Четирите вида механични движения обаче са добра отправна точка, за да научите как нещата преминават от една точка в друга във физическото пространство по напълно познати начини.

Линейното движение, понякога по-широко наричано транслационно движение, е просто преместване на обект от една точка в пространството към друга. Схематично, на типична графика с оси x и y, ако дадена точка се измести от началото в (0, 0) към точката (3, 4), теоремата на Питагор може да се използва, за да покаже, че точката е претърпяла 5 единици линейно движение (квадратният корен от 3

Много обекти изпитват повече от един тип движение едновременно, като преобладаващата форма се използва като цялостен дескриптор. Например, бейзбол, хвърлен от стомна в улова на 60 фута, е претърпял транслация движение, но топката вероятно се е завъртяла няколко пъти по пътя си от могилата на стомната до дома плоча.

Когато нещо се върти, грубо казано, то се върти в кръг. Дете, което стои на едно място на детска площадка и се върти в кръг, докато достигне оригинала си началната точка е претърпяла ротационно движение, но тя не трябва да завършва кръга, за да бъде това вярно; ключовият момент е, че тялото й се е завъртяло около добре дефинирана геометрична ос - в този случай едно, което минава от върха на главата й до земята в краката й.

Ротацията е основата на автомобилния транспорт. За да може една кола като цяло да бъде преведена от, да речем, Ню Йорк в Лос Анджелис, колелата й трябва да се въртят наоколо осите на автомобила и много от вътрешните части на двигателя с вътрешно горене се въртят, докато работят. Самата Земя се върти около собствената си ос между Северния и Южния полюс веднъж почти на всеки 24 часа.

Възвратно-постъпателното движение е свързано с други форми на движение, по-специално с колебателно движение. При тази форма на движение обектът се превежда или премества линейно в една посока и след това обратно по същия път в обратната посока, докато се върне в началната си точка; след това цикълът се повтаря. Един пример е моторен трион. По-малко очевиден пример е човек, който шофира на работа и след това се прибира по същия маршрут вкъщи по осем или няколко часа по-късно и след това повтаря ден след ден. Това може да изглежда като съвсем различни начинания, но в действителност те се различават само по време и мащаб на разстояние; трионът може да се движи през амплитуда от само половин метър и да пътува през целия си изходящ път няколко пъти в секунда, докато пътуващият може да пътува 20 мили два пъти на ден.

Казват, че нещата, които се движат с възвратно-постъпателно движение, но с елементи на въртеливо движение като люлеене, се колебаят. Класически пример е махалото, което се люлее от неподвижна точка на закрепване и проследява дъга. Спринклер или трептящ вентилатор прави същото, с изключение на това, че те се колебаят в хоризонтална равнина, а не във вертикална равнина и се захранват от двигатели, а не от гравитацията.

За пълнота, представете си спринклер от този вид, монтиран на задната част на автомобил, който проследява 120 градуса дъга, докато се движи напред-назад по 50-метров участък от железопътна линия. Това устройство има лесно разпознаваеми транслационни, ротационни, бутални и трептящи форми на движение и повечето движещи се обекти в реалния свят показват повече от една форма на движение, когато се движат.