Négy alapvető mozgástípus

A fizika nagyon sok témát felölel, de szívében ez a dolgok mozgásának tanulmányozása. "Makro" szinten (a mindennapi és látható dolgokat illetően, szemben a "mikro" vagy az atomi és szubatomi, jelenségek) sok fizikus és mérnök négy alaptípusba sorolja a mozgást: lineáris, rotációs, lengő. A mozgó alkatrészekkel rendelkező gépek ezek közül egyet vagy többet mutatnak.

Ne feledje, hogy ezeket nem szabad összekeverni a hard-fast-kel törvényeket mozgás; sok egyezményben elfogadják őket, de semmiképpen sem jelentenek vas kategóriákat. A csillagászok például gyakran beszélik a mozgást a forradalom, a forgás, a kozmikus tágulás és a keringő rendszerek szempontjából. A négyféle mechanikus mozgás mindazonáltal jó kiindulópont annak megismeréséhez, hogy a dolgok hogyan jutnak el a fizikai tér egyik pontjáról a másikra teljesen megszokott módon.

A lineáris mozgás, amelyet néha tágabban nevezünk transzlációs mozgásnak, egyszerűen egy tárgy elmozdulása a tér egyik pontjáról a másikra. Vázlatosan, egy tipikus gráfon x- és y-tengellyel, ha egy pont elmozdul az origótól a (0, 0) pontnál a (3, 4) pontig, a Pitagorasz-tétel felhasználható annak bemutatására, hogy a pont 5 egységnyi lineáris mozgáson ment keresztül (3 négyzet

Sok objektum egyszerre többféle mozgást tapasztal, az uralkodó formát használják általános leíróként. Például egy korsótól az elkapóig 60 méterre levő baseballon átment a fordítás mozgást, de a labda valószínűleg számos alkalommal elfordult a kancsó dombjától hazáig vezető útján lemez.

Ha valami forog, durván szólva, körben forog. Gyerek egy játszótéren egy helyen állva körben forog, amíg el nem éri az eredetijét a kiindulási ponton rotációs mozgás történt, de ehhez nem kell kitölteni a kört igaz; kulcsfontosságú szempont, hogy teste egy jól körülhatárolható geometriai tengely körül forog - ebben az esetben az egyik a feje tetejétől a földig fut a lábánál.

A forgás az autóipari közlekedés alapja. Ahhoz, hogy egy autó egészét mondjuk New York City-ből Los Angelesbe fordítsák, a kerekeinek körül kell forogniuk az autó tengelyei, valamint az autó belső égésű motorjának belső részei munka közben forognak. Maga a Föld szinte 24 óránként egyszer forog a saját tengelye körül az Északi és a Déli-sark között.

A viszonzó mozgás összefügg a mozgás más formáival, különösen a rezgő mozgással. Ebben a mozgásformában az objektumot lefordítják, vagy lineárisan mozgatják egy irányba, majd ugyanazon az úton haladnak vissza az ellenkező irányba, amíg vissza nem tér a kiindulási pontjáig; a ciklust ezután megismételjük. Ilyen például egy motoros fűrész. Kevésbé kézenfekvő példa az a személy, aki munkába hajt, majd körülbelül ugyanazon az úton halad haza körülbelül nyolc órával később, majd ezt nap mint nap megismétli. Ezek nagyon eltérő törekvéseknek tűnhetnek, de a valóságban csak időbeli és távolsági skálán különböznek egymástól; a fűrész csak fél méteres amplitúdón mozoghat, és másodpercenként többször is áthaladhat a teljes ki-be vezető úton, míg az ingázó naponta kétszer 20 mérföldet tehet meg.

Azok a dolgok, amelyek viszonylagosan mozognak, de olyan forgó mozgás elemeivel, mint a lengés, oszcillálnak. Klasszikus példa az inga, amely egy rögzített rögzítési pontról leng és ívet követ. A sprinkler vagy az oszcilláló ventilátor ugyanazt csinálja, kivéve, hogy ezek vízszintes és nem függőleges síkban ingadoznak, és motorok működtetik őket, nem pedig a gravitáció.

A teljesség kedvéért képzeljünk el egy ilyen szórófejet egy autó hátuljára szerelve, amely 120 ív fokot követ, miközben előre-hátra halad egy 50 méteres vasúti szakaszon. Ennek az eszköznek könnyen azonosítható transzlációs, forgási, oda-vissza mozgó és oszcilláló mozgásformái vannak, és a legtöbb valós világban mozgó tárgy egynél több mozgásformát mutat.