Fire grundlæggende typer Motion

Fysik omfatter mange emner, men i hjertet er det undersøgelsen af, hvordan tingene bevæger sig. På "makro" niveau (om daglig og synlig ting, i modsætning til "mikro" eller atom- og subatomære fænomener) klassificerer mange fysikere og ingeniører bevægelse i fire grundlæggende typer: lineær, roterende, frem og tilbage og oscillerende. Maskiner med bevægelige dele udviser en eller flere af disse.

Bemærk, at disse ikke skal forveksles med hurtige love of motion; De accepteres i mange konventioner, men repræsenterer slet ikke ironclad kategorier. Astronomer diskuterer for eksempel ofte bevægelser med hensyn til revolution, rotation, kosmisk ekspansion og kredsløbssystemer. De fire slags mekanisk bevægelse er ikke desto mindre et godt udgangspunkt for at lære, hvordan tingene kommer fra et punkt til et andet i det fysiske rum på fuldt kendte måder.

Linear (Translational) Motion

Lineær bevægelse, nogle gange mere bredt kaldet translational bevægelse, er simpelthen skiftet af en genstand fra et punkt i rummet til et andet. Skematisk kan Pythagoras sætning på en typisk graf med x- og y-akser, hvis et punkt skifter fra oprindelsen ved (0, 0) til punktet (3, 4) bruges til at vise, at punktet har gennemgået 5 enheder af lineær bevægelse (kvadratroden på 3 ^{2 + 4 2 er 5). Et pilskud fra en bue gennemgår lineær bevægelse.}

Mange objekter oplever mere end én type bevægelse samtidigt, hvor den overvejende form bruges som den generelle beskrivende. For eksempel har et baseball kastet fra en kande til fangeren 60 meter væk været genstand for en translatorisk bevægelse, men bolden har sandsynligvis roteret et antal gange langs sin sti fra krukkehøjen til hjemmeplade.

Rotary (Rotational ) Motion

Når noget roterer, drejer det sig om en omgang rundt i en cirkel. Et barn, der står på et sted på en legeplads og spinder i en cirkel, indtil hun når sit oprindelige udgangspunkt, har gennemgået en rotationsbevægelse, men hun behøver ikke fuldføre cirklen for at dette skal være sandt; de vigtigste punkter er, at hendes krop har roteret om en veldefineret geometrisk akse - i dette tilfælde løber man fra toppen af ​​hendes hoved til jorden ved hendes fødder.

Rotation er fundamentet for biltransport. For at en bil som helhed skal oversættes fra, siger New York City til Los Angeles, skal hjulene dreje rundt om bilens aksler, og mange af de indre dele af bilens forbrændingsmotor roterer, som de arbejder. Jorden selv roterer om sin egen akse mellem nord og sydpolerne en gang næsten hver 24. time.

Gensidig bevægelse

Gensidig bevægelse er relateret til andre former for bevægelse, især oscillerende bevægelse. I denne form for bevægelse oversættes et objekt eller flyttes lineært i en retning og derefter tilbage langs samme sti i modsat retning, indtil det vender tilbage til dets startpunkt; cyklen gentages derefter. Et eksempel er en motorsag. Et mindre indlysende eksempel er en person, der kører til arbejde og derefter kører hjem ad samme vej otte eller så timer senere og gentager derefter denne dag efter dag. Disse kan virke som meget forskellige bestræbelser, men i virkeligheden adskiller de sig kun i tids- og afstandskalaer; Saven må kun bevæge sig gennem en halv meter og bevæge sig hele vejen igennem adskillige gange i sekundet, mens en pendler kan rejse 20 miles to gange om dagen.

Oscillerende bevægelse

Ting, der bevæger sig på en gengældende måde, men med elementer af rotationsbevægelse som svingende, siges oscillere. Et pendul, som svinger fra et fast fastgørelsessted og sporer en buet, er et klassisk eksempel. En sprinkler eller oscillerende ventilator gør det samme, bortset fra at disse oscillerer i et vandret plan i stedet for et lodret plan og drives af motorer frem for tyngdekraften.

For fuldstændighedens skyld, forestil dig en sprinkler af denne slags monteret på bagsiden af ​​en bil, der sporer 120 grader buet, mens du bevæger dig frem og tilbage langs en 50 meter lang jernbanebane. Denne enhed har let identificerbare translations-, rotations-, bevægelses- og oscillerende bevægelsesformer, og de fleste virkelige bevægelige objekter udviser mere end én form for bevægelse, når de bevæger sig.