Fire grunnleggende typer bevegelse

Fysikk omfatter mange emner, men i utgangspunktet er det studiet av hvordan ting beveger seg. På "makro" nivå (angående hverdagslige og synlige ting, i motsetning til "mikro", eller atom og subatomisk, fenomener) mange fysikere og ingeniører klassifiserer bevegelse i fire grunnleggende typer: lineær, roterende, frem og tilbake oscillerende. Maskiner med bevegelige deler viser en eller flere av disse.

Merk at disse ikke skal forveksles med hard-fast lover av bevegelse; de er akseptert i mange konvensjoner, men representerer på ingen måte jernkledde kategorier. Astronomer, for eksempel, diskuterer ofte bevegelse når det gjelder revolusjon, rotasjon, kosmisk ekspansjon og kretsløpssystemer. De fire typer mekanisk bevegelse er likevel et godt utgangspunkt for å lære hvordan ting kommer fra et punkt til et annet i det fysiske rommet på fullstendig kjente måter.

Lineær bevegelse, noen ganger mer bredt kalt translasjonsbevegelse, er rett og slett flytting av et objekt fra ett punkt i rommet til et annet. Skjematisk, på en typisk graf med x- og y-akser, hvis et punkt skifter fra opprinnelsen ved (0, 0) til punktet (3, 4), Pythagoras teorem kan brukes til å vise at punktet har gjennomgått 5 enheter med lineær bevegelse (kvadratroten på 3

Mange objekter opplever mer enn én type bevegelse samtidig, med den dominerende formen som den generelle beskrivelsen. For eksempel har en baseball kastet fra en mugge til fangeren 60 meter unna gjennomgått translasjon bevegelse, men ballen har sannsynligvis rotert et antall ganger langs veien fra muggen og hjem tallerken.

Når noe roterer, grovt sett, snurrer det rundt i en sirkel. Et barn som står på ett sted på en lekeplass og snurrer i en sirkel til hun når originalen utgangspunktet har gjennomgått rotasjonsbevegelse, men hun trenger ikke fullføre sirkelen for at dette skal være ekte; de viktigste poenget er at kroppen hennes har rotert rundt en veldefinert geometrisk akse - i dette tilfellet en som løper fra toppen av hodet til bakken ved føttene.

Rotasjon er grunnlaget for biltransport. For at en bil som helhet skal oversettes fra for eksempel New York City til Los Angeles, må hjulene rotere rundt bilens aksler, og mange av de indre delene av bilens forbrenningsmotor roterer mens de fungerer. Jorden selv roterer rundt sin egen akse mellom Nord- og Sydpolen en gang nesten hver 24. time.

Stempelbevegelse er relatert til andre bevegelsesformer, spesielt svingende bevegelse. I denne bevegelsesformen blir et objekt oversatt, eller flyttet lineært, i en retning og deretter tilbake langs samme bane i motsatt retning til det går tilbake til utgangspunktet; syklusen gjentas deretter. Et eksempel er en motorsag. Et mindre åpenbart eksempel er en person som kjører til jobb og deretter kjører hjem langs den samme ruten åtte timer eller senere, og deretter gjentar dette dag etter dag. Disse kan virke som veldig forskjellige bestrebelser, men i virkeligheten skiller de seg bare i tids- og avstandsskalaer; sagen kan bevege seg gjennom en amplitude på bare en halv meter og bevege seg gjennom hele inn-ut-banen flere ganger i sekundet, mens en pendler kan reise 20 miles to ganger om dagen.

Ting som beveger seg på en gjengjeldende måte, men med elementer av rotasjonsbevegelse som å svinge, sies å svinge. Et pendel, som svinger fra et fast festepunkt og sporer en bue, er et klassisk eksempel. En sprinkler eller oscillerende vifte gjør det samme, bortsett fra at disse svinger i et horisontalt plan i stedet for et vertikalt plan og drives av motorer i stedet for tyngdekraften.

For fullstendighetens skyld, forestill deg en sprinkler av denne typen montert på baksiden av en bil som sporer 120 grader bue mens du beveger deg frem og tilbake langs en 50 meter jernbanestrekning. Denne enheten har lett identifiserbare translasjons-, rotasjons-, frem- og tilbakegående bevegelsesformer, og de fleste objekter i bevegelse i den virkelige verden viser mer enn én form for bevegelse når de beveger seg.