Empat Jenis Dasar Gerak

Fisika mencakup banyak topik, tetapi pada intinya, ini adalah studi tentang bagaimana sesuatu bergerak. Pada tingkat "makro" (mengenai hal-hal sehari-hari dan hal-hal yang terlihat, sebagai lawan dari "mikro", atau atom dan subatom, fenomena) banyak fisikawan dan insinyur mengklasifikasikan gerak menjadi empat tipe dasar: linier, putar, reciprocating dan berosilasi. Mesin dengan bagian yang bergerak menunjukkan satu atau lebih dari ini.

Perhatikan bahwa ini tidak menjadi bingung dengan hard-fast hukum gerak; mereka diterima di banyak konvensi, tetapi tidak berarti mewakili kategori ketat. Para astronom, misalnya, sering membahas gerak dalam hal revolusi, rotasi, ekspansi kosmik, dan sistem orbit. Keempat jenis gerak mekanis tetap merupakan titik awal yang baik untuk mempelajari bagaimana hal-hal berpindah dari satu titik ke titik lain dalam ruang fisik dengan cara yang sepenuhnya familiar.

Gerak linier, kadang-kadang lebih luas disebut gerak translasi, hanyalah perpindahan suatu benda dari satu titik dalam ruang ke titik lain. Secara skematis, pada graf tipikal dengan sumbu x dan y, jika suatu titik bergeser dari titik asal di (0, 0) ke titik (3, 4), teorema Pythagoras dapat digunakan untuk menunjukkan bahwa titik tersebut telah mengalami 5 satuan gerak linier (akar kuadrat dari 3

Banyak objek mengalami lebih dari satu jenis gerakan secara bersamaan, dengan bentuk dominan yang digunakan sebagai deskripsi keseluruhan. Misalnya, bola bisbol yang dilempar dari pelempar ke penangkap yang berjarak 60 kaki telah mengalami translasi bergerak, tetapi bola kemungkinan telah berputar beberapa kali di sepanjang jalurnya dari gundukan pelempar ke rumah piring.

Ketika sesuatu berputar, secara kasar, itu berputar dalam lingkaran. Seorang anak berdiri di satu tempat di taman bermain dan berputar dalam lingkaran sampai dia mencapai aslinya titik awal telah mengalami gerakan rotasi, tetapi dia tidak perlu menyelesaikan lingkaran agar ini terjadi benar; poin kuncinya adalah bahwa tubuhnya telah berputar di sekitar sumbu geometris yang terdefinisi dengan baik – dalam hal ini, yang berjalan dari atas kepalanya ke tanah di kakinya.

Rotasi adalah dasar dari transportasi otomotif. Untuk mobil secara keseluruhan yang akan dipindahkan dari, katakanlah, New York City ke Los Angeles, rodanya harus berputar rotate gandar mobil, dan banyak bagian dalam mesin pembakaran mobil berputar saat mereka bekerja. Bumi sendiri berputar pada porosnya sendiri antara Kutub Utara dan Selatan hampir setiap 24 jam sekali.

Gerak bolak-balik berkaitan dengan bentuk gerak lain, khususnya gerak osilasi. Dalam bentuk gerak ini, sebuah objek ditranslasikan, atau dipindahkan secara linier, dalam satu arah dan kemudian kembali di sepanjang jalan yang sama dalam arah yang berlawanan sampai kembali ke titik awalnya; siklus kemudian diulang. Salah satu contohnya adalah gergaji listrik. Contoh yang kurang jelas adalah seseorang yang berkendara ke tempat kerja dan kemudian pulang dengan rute yang sama delapan jam kemudian, dan kemudian mengulanginya hari demi hari. Ini mungkin tampak seperti usaha yang sangat berbeda, tetapi pada kenyataannya mereka hanya berbeda dalam skala waktu dan jarak; gergaji dapat bergerak melalui amplitudo hanya setengah meter dan melakukan perjalanan melalui seluruh jalur masuk-keluarnya beberapa kali per detik, sementara seorang komuter dapat melakukan perjalanan 20 mil dua kali sehari.

Benda yang bergerak dengan cara bolak-balik, tetapi dengan unsur gerak rotasi seperti ayunan, dikatakan berosilasi. Sebuah bandul, yang berayun dari titik perlekatan tetap dan menelusuri busur, adalah contoh klasik. Sebuah sprinkler atau kipas berosilasi melakukan hal yang sama, kecuali bahwa ini berosilasi di bidang horizontal daripada bidang vertikal dan ditenagai oleh motor daripada gravitasi.

Demi kelengkapan, bayangkan alat penyiram semacam ini dipasang di bagian belakang mobil yang menelusuri busur 120 derajat sambil bergerak maju mundur di sepanjang jalur kereta api sepanjang 50 meter. Perangkat ini memiliki bentuk gerak translasi, rotasi, bolak-balik, dan osilasi yang mudah diidentifikasi, dan sebagian besar objek bergerak di dunia nyata menunjukkan lebih dari satu bentuk gerak ketika mereka bergerak.