Fire grundlæggende typer af bevægelse

Fysik omfatter mange emner, men det er i grunden studiet af, hvordan tingene bevæger sig. På "makro" niveau (vedrørende hverdagslige og synlige ting i modsætning til "mikro" eller atom og subatomær, fænomener) mange fysikere og ingeniører klassificerer bevægelse i fire grundlæggende typer: lineær, roterende, frem og tilbage og oscillerende. Maskiner med bevægelige dele udviser en eller flere af disse.

Bemærk, at disse ikke skal forveksles med hårdt-hurtigt love bevægelse de accepteres i mange konventioner, men repræsenterer på ingen måde jernklædte kategorier. Astronomer diskuterer for eksempel ofte bevægelse i form af revolution, rotation, kosmisk ekspansion og kredsløbssystemer. De fire slags mekaniske bevægelser er ikke desto mindre et godt udgangspunkt for at lære, hvordan tingene kommer fra et punkt til et andet i det fysiske rum på fuldt kendte måder.

Lineær bevægelse, undertiden mere bredt kaldet translationel bevægelse, er simpelthen forskydning af et objekt fra et punkt i rummet til et andet. Skematisk på en typisk graf med x- og y-akser, hvis et punkt skifter fra oprindelsen ved (0, 0) til punktet (3, 4), Pythagoras sætning kan bruges til at vise, at punktet har gennemgået 5 enheder med lineær bevægelse (kvadratroden på 3

Mange objekter oplever mere end en type bevægelse samtidigt, hvor den dominerende form bruges som den overordnede deskriptor. For eksempel har et baseball kastet fra en kande til fangeren 60 meter væk gennemgået translationel bevægelse, men bolden har sandsynligvis roteret et antal gange langs sin sti fra kandehøjen til hjemmet plade.

Når noget roterer groft sagt, drejer det rundt i en cirkel. Et barn, der står et sted på en legeplads og spinder i en cirkel, indtil hun når sin original udgangspunktet har gennemgået rotationsbevægelse, men hun behøver ikke at fuldføre cirklen for at dette skal være rigtigt; de vigtigste punkt er, at hendes krop har roteret omkring en veldefineret geometrisk akse - i dette tilfælde en, der løber fra toppen af ​​hendes hoved til jorden ved hendes fødder.

Rotation er grundlaget for biltransport. For at en bil som helhed kan oversættes fra f.eks. New York City til Los Angeles, skal dens hjul dreje rundt bilens aksler, og mange af de indvendige dele af bilens forbrændingsmotor roterer, når de fungerer. Jorden selv roterer omkring sin egen akse mellem Nord- og Sydpolen en gang næsten hver 24. time.

Gensidig bevægelse er relateret til andre former for bevægelse, især oscillerende bevægelse. I denne form for bevægelse oversættes et objekt eller flyttes lineært i en retning og derefter tilbage langs den samme sti i den modsatte retning, indtil det vender tilbage til dets startpunkt; derefter gentages cyklussen. Et eksempel er en motorsav. Et mindre indlysende eksempel er en person, der kører til arbejde og derefter kører hjem ad den samme rute otte timer deromkring og derefter gentager dette dag efter dag. Disse kan virke som meget forskellige bestræbelser, men i virkeligheden adskiller de sig kun i tids- og afstandsskalaer; saven kan bevæge sig gennem en amplitude på kun en halv meter og bevæge sig gennem hele sin ind-ud sti flere gange i sekundet, mens en pendler kan rejse 20 miles to gange om dagen.

Ting, der bevæger sig på en gengældende måde, men med elementer af rotationsbevægelse som svingende, siges at svinge. Et pendul, der svinger fra et fast fastgørelsespunkt og sporer en bue, er et klassisk eksempel. En sprinkler eller oscillerende ventilator gør det samme, bortset fra at disse oscillerer i et vandret plan snarere end et lodret plan og drives af motorer snarere end tyngdekraften.

For fuldstændighedens skyld kan du forestille dig en sprinkler af denne art monteret på bagsiden af ​​en bil, der sporer 120 graders bue, mens du bevæger dig frem og tilbage langs en 50 meter lang jernbanespor. Denne enhed har let identificerbare translationelle, roterende, frem- og tilbagegående og oscillerende former for bevægelse, og de fleste objekter i bevægelse i den virkelige verden udviser mere end en form for bevægelse, når de bevæger sig.