Čtyři základní typy pohybu

Fyzika zahrnuje mnoho témat, ale v podstatě jde o studium toho, jak se věci pohybují. Na úrovni „makro“ (týkající se každodenních a viditelných věcí, na rozdíl od „mikro“ nebo atomové a subatomární, jevů) mnoho fyziků a inženýrů klasifikuje pohyb do čtyř základních typů: lineární, rotační, vratný a oscilační. Stroje s pohyblivými částmi vykazují jeden nebo více z nich.

Všimněte si, že je nelze zaměňovat za rychlé zákony pohybu; jsou přijímány v mnoha konvencích, ale v žádném případě nepředstavují pevné kategorie. Astronomové například často diskutují o pohybu z hlediska revoluce, rotace, kosmické expanze a oběžných systémů. Čtyři druhy mechanického pohybu jsou nicméně dobrým výchozím bodem pro zjištění, jak se věci dostávají z jednoho bodu do druhého ve fyzickém prostoru zcela známými způsoby.

Lineární pohyb, někdy obecněji nazývaný translační pohyb, je jednoduše posunutí objektu z jednoho bodu v prostoru do druhého. Schematicky, na typickém grafu s osami x a y, pokud se bod posune z počátku v (0, 0) do bodu (3, 4), Pythagorovu větu lze použít k označení, že bod prošel 5 jednotkami lineárního pohybu (druhá odmocnina ze 3

Mnoho objektů zažívá více než jeden typ pohybu současně, přičemž převládající forma se používá jako celkový deskriptor. Například baseball hodený z džbánu do lapače vzdáleného 60 stop prošel překladem pohyb, ale míč se pravděpodobně několikrát otočil na své dráze od hromádky džbánu k domovu talíř.

Když se něco otáčí, zhruba řečeno, otáčí se to v kruhu. Dítě stojící na jednom místě na hřišti a točící se v kruhu, dokud nedosáhne svého originálu počáteční bod prošel rotačním pohybem, ale aby to bylo nutné, nemusí kruh dokončit skutečný; klíčovým bodem je to, že její tělo se točilo kolem dobře definované geometrické osy - v tomto případě jednoho, které jí vedlo od temene hlavy k zemi u jejích nohou.

Rotace je základem automobilové dopravy. Aby bylo možné auto jako celek přeložit například z New Yorku do Los Angeles, musí se jeho kola otáčet dokola nápravy vozu a mnoho vnitřních částí spalovacího motoru automobilu se při práci otáčí. Samotná Země se otáčí kolem své vlastní osy mezi severním a jižním pólem jednou za téměř 24 hodin.

Vratný pohyb souvisí s jinými formami pohybu, zejména s kmitavým pohybem. V této formě pohybu je objekt překládán nebo lineárně posouván v jednom směru a poté zpět stejnou cestou v opačném směru, dokud se nevrátí do výchozího bodu; cyklus se poté opakuje. Jedním z příkladů je motorová pila. Méně zřejmým příkladem je člověk, který jede do práce a poté o osm hodin později jede domů po stejné trase a pak to opakuje každý den. Mohou to vypadat jako velmi odlišné snahy, ale ve skutečnosti se liší pouze v měřítku času a vzdálenosti; pila se může pohybovat přes amplitudu pouze půl metru a cestovat celou in-out cestou několikrát za sekundu, zatímco dojíždějící může cestovat 20 mil dvakrát denně.

Věci, které se pohybují vratným způsobem, ale s prvky rotačního pohybu, jako je houpání, se říkají oscilovat. Klasickým příkladem je kyvadlo, které se houpá z pevného bodu připevnění a sleduje oblouk. Sprinkler nebo oscilační ventilátor dělají totéž, kromě toho, že tyto kmitají v horizontální rovině spíše než ve svislé rovině a jsou poháněny spíše motory než gravitací.

Pro úplnost si představte zavlažovač tohoto druhu namontovaný na zadní části automobilu, který sleduje 120 stupňů oblouku při pohybu tam a zpět po 50 metrů dlouhém úseku železniční trati. Toto zařízení má snadno identifikovatelné translační, rotační, vratné a oscilační formy pohybu a většina pohybujících se objektů v reálném světě vykazuje při pohybu více než jednu formu pohybu.