Чотири основних типи руху

Фізика охоплює дуже багато тем, але в основі - це вивчення того, як все рухається. На "макро" рівні (що стосується повсякденних і видимих ​​речей, на відміну від "мікро", атомних та субатомних, явища) багато фізиків та інженерів класифікують рух на чотири основних типи: лінійний, обертальний, зворотно-поступальний та коливальний. Машини з рухомими частинами демонструють одну або кілька з них.

Зауважте, що їх не слід плутати із швидкими закони руху; вони прийняті в багатьох конвенціях, але аж ніяк не представляють залізних категорій. Наприклад, астрономи часто обговорюють рух з точки зору обертання, обертання, космічного розширення та орбітальних систем. Чотири види механічного руху, тим не менше, є хорошою відправною точкою, щоб дізнатися, як речі переходять від однієї точки до іншої у фізичному просторі цілком звичними способами.

Лінійний рух, який іноді ширше називають поступальним рухом, - це просто переміщення об’єкта з однієї точки простору в іншу. Схематично на типовому графіку з осями x та y, якщо точка зміщується від початку координат у точці (0, 0) до точки (3, 4), теорема Піфагора може бути використана, щоб показати, що точка зазнала 5 одиниць лінійного руху (квадратний корінь з 3

Багато об’єктів відчувають одночасно більше одного типу руху, причому переважна форма використовується як загальний дескриптор. Наприклад, бейсбол, кинутий з глечика на виловлювач на відстані 60 футів, зазнав трансляції рух, але м’яч, швидше за все, обертався кілька разів на своєму шляху від кургана глечика до будинку плита.

Коли щось обертається, грубо кажучи, воно обертається по колу. Дитина, яка стоїть в одному місці на дитячому майданчику і крутиться по колу, поки не досягне оригіналу початкова точка зазнала обертального руху, але їй не потрібно закінчувати коло, щоб це було правда; Ключовим моментом є те, що її тіло оберталося навколо чітко визначеної геометричної осі - в цьому випадку тіло, що проходить від маківки до землі біля її ніг.

Обертання - це основа автомобільного транспорту. Щоб автомобіль в цілому був переведений, скажімо, з Нью-Йорка в Лос-Анджелес, його колеса повинні обертатися осі автомобіля та багато внутрішніх частин автомобільного двигуна внутрішнього згоряння обертаються під час роботи. Сама Земля обертається навколо власної осі між Північним і Південним полюсами один раз майже кожні 24 години.

Зворотно-поступальний рух пов'язаний з іншими формами руху, зокрема коливальним. При такій формі руху об’єкт перекладається або рухається лінійно в одному напрямку, а потім назад по тому ж шляху в зворотному напрямку, поки не повернеться до початкової точки; потім цикл повторюється. Одним із прикладів є електропила. Менш очевидним прикладом є людина, яка їздить на роботу, а потім їде додому по тому ж маршруту через вісім чи близько годин, а потім повторює це день за днем. Це може здатися дуже різними починаннями, але насправді вони відрізняються лише за масштабами часу та відстані; пила може рухатись через амплітуду лише півметра і проїжджати весь свій вихідний шлях кілька разів на секунду, тоді як пасажир може проїжджати 20 миль двічі на день.

Речі, які рухаються із зворотно-поступальним рухом, але з елементами обертального руху, як коливання, коливаються. Класичним прикладом є маятник, який коливається від нерухомої точки кріплення і простежує дугу. Спринклер або коливальний вентилятор робить те саме, за винятком того, що вони коливаються в горизонтальній площині, а не у вертикальній площині, і живляться від двигунів, а не від сили тяжіння.

Для повноти уявіть собі спринклер такого типу, встановлений на задній частині вагона, що простежує 120 градусів дуги, рухаючись вперед-назад уздовж 50-метрової ділянки залізничної колії. Цей пристрій має легко ідентифікувані поступальні, обертальні, поршневі та коливальні форми руху, і більшість реальних рухомих об'єктів демонструють більше однієї форми руху, коли вони рухаються.