Jak se měří pohyb?

Pohyb je jednoduchý koncept, který lze pochopit, ale jeho výpočet se může stát překvapivě komplikovanou věcí, v závislosti na potřebné úrovni podrobností. Na základní úrovni je pohyb měřením pohybu ve směru. Určení pohybu a směru vyžaduje znalost několika sil, včetně hmotnosti, tření, rychlosti a vzdálenosti.

K měření pohybu musí mít objekt pohyb. To je definováno jako počínaje od jednoho místa ve vesmíru a končící na jiném místě ve vesmíru. K výpočtu rychlosti pohybu je často zahrnuto i množství času potřebného k přechodu z jednoho bodu do druhého, ačkoli k indikaci pohybu není nutný čas. V teoretické matematice je pohyb obvykle vyjádřen v kartézském grafu s osou xa osou y.

Momentum, vědecky označované jako „setrvačnost“, popisuje vlastnost pohybu, kterou poprvé navrhl Isaac Newton. Hmota v klidu má tendenci zůstat v klidu a hmota v pohybu má tendenci zůstat v pohybu. Setrvačnost se vypočítá na základě znalosti objektu v hmotě pohybu, síly působící na něj a tření prostředí kolem něj. Výpočet setrvačnosti umožňuje předvídat, kdy přestane pohyb.

Veškerý pohyb má směr. V jednoduchých matematických úlohách je tento směr často konstantní, přičemž objekt cestuje po určitou dobu po přímce. V aplikacích v reálném světě se však směr může změnit nebo se stane křivočarým způsobem, což komplikuje, jak je tento směr vyjádřen matematicky. Směr se obvykle vyjadřuje vektory, což jsou výpočty síly se specifickým směrem, které se navzájem zesilují nebo ruší.

Síla způsobuje pohyb. Tato síla může být buď vnější vůči objektu v pohybu, jako když ruka tlačí pohár přes stůl, nebo vnitřní, jako u běžce na chodníku. Vnější síla se obvykle vyjadřuje v Newtonech, součin hmotnosti a zrychlení. Tímto způsobem lze také vyjádřit vnitřní sílu, ale obvykle se počítá podle toho, kolik energie objekt sám vynaloží na pohyb. Jednotka použitá k popisu energie závisí na použitém systému měření a typu objektu. Watty, jouly, kalorie a volty jsou všechny energetické jednotky, které způsobují nějakou vnitřní sílu.