Četri pamata kustības veidi

Fizika aptver ļoti daudzas tēmas, bet sirdī tas ir pētījums par to, kā lietas virzās. "Makro" līmenī (attiecībā uz ikdienas un redzamām lietām, atšķirībā no "mikro" vai atomu un subatomu, parādības), daudzi fiziķi un inženieri klasificē kustību četros pamatveidos: lineārā, rotējošā, virzuļa un svārstīgs. Mašīnām ar kustīgām daļām ir viens vai vairāki no tiem.

Ņemiet vērā, ka tos nevajadzētu jaukt ar grūti izpildāmiem likumiem kustība; tie ir pieņemti daudzās konvencijās, taču nekādā gadījumā nepārstāv dzelžainas kategorijas. Piemēram, astronomi bieži apspriež kustību attiecībā uz apgriezieniem, rotāciju, kosmisko izplešanos un orbītā esošajām sistēmām. Četri mehāniskās kustības veidi tomēr ir labs sākumpunkts, lai uzzinātu, kā lietas pilnībā pazīstamos veidos nonāk fiziskajā telpā no viena punkta uz otru.

Lineārā kustība, ko dažkārt plašāk sauc par translācijas kustību, vienkārši ir objekta pārvietošana no viena telpas punkta uz otru. Shematiski, tipiskā grafikā ar x- un y-asīm, ja punkts pāriet no sākuma punktā (0, 0) uz punktu (3, 4), Pitagora teorēmu var izmantot, lai parādītu, ka punkts ir piedzīvojis 5 lineārās kustības vienības (kvadrātsakne no 3

Daudzi objekti vienlaikus piedzīvo vairāk nekā vienu kustības veidu, dominējošo formu izmantojot kā vispārēju aprakstītāju. Piemēram, beisbols, kas izmests no krūka pie ķērāja 60 pēdu attālumā, ir ticis pārvērsts par tulkojumu kustība, bet bumba, visticamāk, vairākas reizes ir pagriezusies pa savu ceļu no krūka pilskalna uz mājām plāksne.

Kad kaut kas rotē, rupji runājot, tas griežas pa apli. Bērns, kurš rotaļu laukumā stāv vienā vietā un griežas riņķī, līdz viņa sasniedz oriģinālu sākumpunkts ir piedzīvojis rotācijas kustību, taču viņai tas nav jāpabeidz taisnība; Galvenais ir tas, ka viņas ķermenis ir pagriezies ap precīzi definētu ģeometrisko asi - šajā gadījumā tā iet no galvas augšdaļas līdz zemei ​​pie viņas kājām.

Rotācija ir automobiļu transporta pamats. Lai mašīna kopumā tiktu tulkota no, teiksim, Ņujorkas uz Losandželosu, tās riteņiem jāgriežas apkārt automašīnas asis un daudzas automašīnas iekšdedzes dzinēja iekšējās daļas, darbojoties, griežas. Zeme pati gandrīz reizi 24 stundās griežas ap savu asi starp Ziemeļu un Dienvidpolu.

Virziena kustība ir saistīta ar citiem kustības veidiem, jo ​​īpaši ar svārstīgu kustību. Šajā kustības formā objekts tiek tulkots vai pārvietots lineāri vienā virzienā un pēc tam atpakaļ pa to pašu ceļu pretējā virzienā, līdz tas atgriežas sākuma punktā; pēc tam ciklu atkārto. Viens piemērs ir elektriskais zāģis. Mazāk acīmredzams piemērs ir cilvēks, kurš brauc uz darbu un pēc tam apmēram pēc astoņām stundām brauc pa to pašu maršrutu un pēc tam šo dienu no dienas atkārto. Tie var šķist ļoti atšķirīgi centieni, taču patiesībā tie atšķiras tikai pēc laika un attāluma mērogiem; zāģis var pārvietoties tikai pusmetra amplitūdā un vairākas reizes sekundē pārvietoties pa visu izejas ceļu, savukārt piepilsētas loceklis divas reizes dienā var nobraukt 20 jūdzes.

Lietas, kas pārvietojas abpusēji, bet ar rotācijas kustības elementiem, piemēram, šūpošanos, tiek svārstītas. Klasisks piemērs ir svārsts, kas šūpojas no fiksēta piestiprināšanas punkta un izseko loku. Smidzinātājs vai svārstīgs ventilators dara to pašu, izņemot to, ka tie svārstās horizontālā, nevis vertikālā plaknē un tos darbina motori, nevis smagums.

Pilnības labad iedomājieties šāda veida smidzinātāju, kas uzstādīts automašīnas aizmugurē, kurš izseko 120 loka grādus, pārvietojoties turp un atpakaļ pa 50 metru sliežu ceļa posmu. Šai ierīcei ir viegli identificējami translācijas, rotācijas, virziena un svārstību kustības veidi, un lielākajai daļai reālās pasaules kustīgo objektu kustības laikā ir vairāk nekā viena kustības forma.