Innhold
Fysikk omfatter mange temaer, men innerst inne er det studiet av hvordan ting beveger seg. På "makro" -nivå (angående hverdagslige og synlige ting, i motsetning til "mikro", eller atomiske og subatomiske fenomener), klassifiserer mange fysikere og ingeniører bevegelse i fire grunnleggende typer: lineære, roterende, gjengjeldende og oscillerende. Maskiner med bevegelige deler viser en eller flere av disse.
Merk at disse ikke skal forveksles med hard-rask lover av bevegelse; de er akseptert i mange stevner, men representerer på ingen måte jernkledde kategorier. Astronomer, for eksempel, diskuterer ofte bevegelse når det gjelder revolusjon, rotasjon, kosmisk ekspansjon og kretsløpssystemer. De fire typene mekanisk bevegelse er likevel et godt utgangspunkt for å lære hvordan ting kommer fra et punkt til et annet i fysisk rom på fullt kjente måter.
Lineær (Translational) Bevegelse
Lineær bevegelse, noen ganger mer kalt translasjonsbevegelse, er ganske enkelt å skifte et objekt fra et punkt i rommet til et annet. Skematisk, på en typisk graf med x- og y-akser, hvis et punkt skifter fra opprinnelsen til (0, 0) til punktet (3, 4), kan Pythagorean-teoremet brukes til å vise at punktet har gjennomgått 5 enheter med lineær bevegelse (kvadratroten av 32 + 42 er 5). En pilskudd fra en bue gjennomgår lineær bevegelse.
Mange gjenstander opplever mer enn en type bevegelse samtidig, idet den dominerende formen blir brukt som den totale beskrivelsen. For eksempel har en baseball kastet fra en mugge til fangeren 60 meter unna, gjennomgått translasjonsbevegelse, men ballen har sannsynligvis rotert flere ganger langs banen fra pitcherhaugen til hjemmeplaten.
Rotary (Rotational) Bevegelse
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 sitt opprinnelige utgangspunkt har gjennomgått rotasjonsbevegelse, men hun trenger ikke fullføre sirkelen for at dette skal være sant; de viktigste poenget er at kroppen hennes har rotert om en veldefinert geometrisk akse - i dette tilfellet en som løper fra toppen av hodet til bakken ved føttene hennes.
Rotasjon er grunnlaget for biltransport. For at en bil som helhet skal oversettes fra, for eksempel, New York City til Los Angeles, må hjulene sine rotere rundt bilens aksler, og mange av de indre delene av forbrenningsmotoren til biler roterer når de fungerer. Jorden selv roterer om sin egen akse mellom nord- og sørpolen en gang nesten hver 24. time.
Gjensidig bevegelse
Gjengjeldende bevegelse er relatert til andre former for bevegelse, spesielt svingende bevegelse. I denne bevegelsesformen blir en gjenstand oversatt, eller flyttet lineært, i en retning og deretter tilbake langs samme bane i motsatt retning til den kommer tilbake til utgangspunktet; syklusen blir deretter gjentatt. Et eksempel er en motorsag. Et mindre opplagt eksempel er en person som kjører på jobb og deretter kjører hjem langs samme rute åtte eller så timer senere, og deretter gjentar dette dag etter dag. Disse kan virke som veldig forskjellige bestrebelser, men i virkeligheten avviker de bare i tids- og avstandsskala; sagen kan bevege seg gjennom en amplitude på bare en halv meter og reise gjennom hele inn-ut banen flere ganger per sekund, mens en pendler kan reise 20 mil to ganger om dagen.
Oscillating Motion
Ting som beveger seg på en gjengjeldende måte, men med elementer av roterende bevegelse som å svinge, sies svingende. En 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 tyngdekraft.
Tenk deg en sprinkler av denne typen på baksiden av en bil som sporer 120 graders lysbue mens du beveger deg frem og tilbake langs en 50 meter lang jernbanespor. Denne enheten har lett identifiserbare translasjons-, rotasjons-, gjengjeldende og svingende bevegelsesformer, og de fleste gjenstander i bevegelse fra virkeligheten viser mer enn én form for bevegelse når de beveger seg.