Quattro tipi fondamentali di movimento

La fisica abbraccia moltissimi argomenti, ma in fondo è lo studio di come si muovono le cose. A livello "macro" (riguardo alle cose quotidiane e visibili, al contrario di "micro", o atomico e subatomico, fenomeni) molti fisici e ingegneri classificano il movimento in quattro tipi fondamentali: lineare, rotativo, alternativo e oscillante. Le macchine con parti in movimento ne presentano una o più.

Nota che questi non devono essere confusi con hard-fast legislazione di moto; sono accettati in molte convenzioni, ma non rappresentano in alcun modo categorie ferree. Gli astronomi, ad esempio, discutono spesso del moto in termini di rivoluzione, rotazione, espansione cosmica e sistemi orbitanti. I quattro tipi di movimento meccanico sono comunque un buon punto di partenza per imparare come le cose vanno da un punto all'altro nello spazio fisico in modi del tutto familiari.

Il moto lineare, a volte chiamato in modo più ampio moto traslatorio, è semplicemente lo spostamento di un oggetto da un punto all'altro dello spazio. Schematicamente, su un grafico tipico con assi x e y, se un punto si sposta dall'origine in (0, 0) al punto (3, 4), il teorema di Pitagora può essere usato per mostrare che il punto ha subito 5 unità di moto lineare (la radice quadrata di 3

Molti oggetti sperimentano più di un tipo di movimento contemporaneamente, con la forma predominante utilizzata come descrittore generale. Ad esempio, una palla da baseball lanciata da un lanciatore al ricevitore a 60 piedi di distanza ha subito una traslazione movimento, ma è probabile che la palla abbia ruotato un certo numero di volte lungo il suo percorso dal monte del lanciatore a casa piatto.

Quando qualcosa ruota, grosso modo, ruota in cerchio. Un bambino in piedi in un punto in un parco giochi e gira in cerchio fino a raggiungere il suo originale il punto di partenza ha subito un movimento di rotazione, ma non ha bisogno di completare il cerchio perché questo avvenga vero; il punto chiave è che il suo corpo è ruotato attorno a un asse geometrico ben definito, in questo caso uno che va dalla sommità della testa al suolo ai suoi piedi.

La rotazione è la base del trasporto automobilistico. Affinché un'auto nel suo insieme possa essere trasferita, ad esempio, da New York City a Los Angeles, le sue ruote devono girare intorno gli assi dell'auto e molte delle parti interne del motore a combustione dell'automobile ruotano mentre funzionano. La Terra stessa ruota attorno al proprio asse tra il Polo Nord e il Polo Sud una volta quasi ogni 24 ore.

Il moto alternativo è legato ad altre forme di moto, in particolare il moto oscillatorio. In questa forma di movimento, un oggetto viene traslato, o spostato linearmente, in una direzione e poi indietro lungo lo stesso percorso nella direzione opposta fino a tornare al punto di partenza; il ciclo viene quindi ripetuto. Un esempio è una sega elettrica. Un esempio meno ovvio è una persona che guida per andare al lavoro e poi torna a casa lungo lo stesso percorso circa otto ore dopo, e poi ripete questo giorno dopo giorno. Questi possono sembrare sforzi molto diversi, ma in realtà differiscono solo nelle scale del tempo e della distanza; la sega può percorrere un'ampiezza di solo mezzo metro e percorrere l'intero percorso di entrata ed uscita diverse volte al secondo, mentre un pendolare può percorrere 20 miglia due volte al giorno.

Le cose che si muovono in modo alternativo, ma con elementi di moto rotatorio come l'oscillazione, sono dette oscillanti. Un classico esempio è un pendolo, che oscilla da un punto fisso di attacco e traccia un arco. Un irrigatore o un ventilatore oscillante fanno la stessa cosa, tranne per il fatto che questi oscillano su un piano orizzontale anziché su un piano verticale e sono alimentati da motori anziché da gravità.

Per completezza, immaginate un irrigatore di questo tipo montato sul retro di un'auto che traccia 120 gradi di arco mentre si muove avanti e indietro lungo un tratto di binario ferroviario di 50 metri. Questo dispositivo ha forme di movimento traslatorio, rotatorio, alternativo e oscillante facilmente identificabili e la maggior parte degli oggetti in movimento del mondo reale mostra più di una forma di movimento quando si muovono.