Τι είναι η κίνηση; Στη φυσική, αυτή η έννοια σημαίνει μια ενέργεια που οδηγεί σε αλλαγή της θέσης ενός σώματος στο διάστημα για μια ορισμένη χρονική περίοδο σε σχέση με ένα συγκεκριμένο σημείο αναφοράς. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα τα βασικά φυσικά μεγέθη και τους νόμους που περιγράφουν την κίνηση των σωμάτων.
Η έννοια ενός συστήματος συντεταγμένων και ενός υλικού σημείου
Πριν προχωρήσουμε στην ανάλυση του ζητήματος του τι είναι κίνηση, είναι απαραίτητο να ορίσουμε μερικές βασικές έννοιες.
Μία από αυτές τις έννοιες είναι ένα υλικό σημείο. Στη φυσική, συχνά εξετάζονται περιπτώσεις όπου το σχήμα και οι διαστάσεις του σώματος είναι ασήμαντες, αφού είναι αμελητέες σε σύγκριση με τις αποστάσεις που διανύει. Όταν οι γεωμετρικές διαστάσεις του αντικειμένου που εξετάζουμε δεν είναι σημαντικές για την επίλυση του προβλήματος, λένε ότι είναι ένα υλικό σημείο.
Μια άλλη σημαντική έννοια για την περιγραφή της κίνησης είναι το σύστημα συντεταγμένων, σύμφωνα με το οποίο ένα σύνολο αριθμών και αξόνων υποτίθεται ότι καθορίζει με σαφήνεια τη θέση ενός υλικού σημείου στο χώρο.
Ποσότητες που περιγράφουν κίνηση
Ο κλάδος της φυσικής που μελετά τη συμπεριφορά κινούμενων αντικειμένων ονομάζεται κινηματική. Στην κινηματική, συχνά λαμβάνονται υπόψη οι κινήσεις ενός υλικού σημείου. Γνωρίζοντας τι είναι η κίνηση, θα πρέπει να απαριθμήσουμε τα κύρια στοιχεία που σχετίζονται άμεσα με αυτήν:
- Trajectory - μια νοητή γραμμή στο διάστημα κατά μήκος της οποίας κινείται το σώμα. Μπορεί να είναι ίσιο, παραβολικό, ελλειπτικό κ.ο.κ.
- Μονοπάτι (S) - αυτή είναι η απόσταση που διανύει ένα υλικό σημείο κατά τη διαδικασία της κίνησής του. Η διαδρομή SI μετριέται σε μέτρα (m).
- Ταχύτητα (v) - μια φυσική ποσότητα που καθορίζει πόσο μακριά διανύει ένα υλικό σημείο ανά μονάδα χρόνου. Μετρήθηκε σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s).
- Επιτάχυνση (α) - μια τιμή που περιγράφει την αλλαγή στην ταχύτητα κίνησης ενός υλικού σημείου. Εκφράζεται σε SI σε m/c2.
- Χρόνος κίνησης (t).
Νόμοι της κίνησης. Η μαθηματική τους διατύπωση
Έχοντας καταλάβει τι είναι κίνηση και ποιες ποσότητες την καθορίζουν, μπορούμε να γράψουμε μια παράσταση για τη διαδρομή: S=vt. Η κίνηση που περιγράφεται από αυτή την εξίσωση ονομάζεται ομοιόμορφη ευθύγραμμη. Εάν αλλάξει η ταχύτητα του υλικού σημείου, τότε ο τύπος για τη διαδρομή θα πρέπει να γραφτεί ως εξής: S=v0t+at2 /2, εδώ η ταχύτητα v0 ονομάζεται αρχική (τη στιγμή t=0). Σε οποιαδήποτε άλλη στιγμή t, η ταχύτητα ενός υλικού σημείου καθορίζεται από τον τύπο: v=v0 + at. Αυτός ο τύπος κίνησης ονομάζεται ευθύγραμμη ομοιόμορφα επιταχυνόμενη.(ομοιόμορφα αργά).
Οι εξεταζόμενοι τύποι είναι αρκετά απλοί, αφού χρησιμοποιούνται για ευθύγραμμη κίνηση. Στη φύση, τα αντικείμενα συχνά κινούνται κατά μήκος καμπυλόγραμμων μονοπατιών. Σε αυτές τις περιπτώσεις, είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη οι διανυσματικές ιδιότητες της ταχύτητας και της επιτάχυνσης. Για παράδειγμα, μία από τις απλές κινήσεις κατά μήκος μιας καμπύλης διαδρομής είναι η κίνηση ενός υλικού σημείου κατά μήκος ενός κύκλου. Σε αυτή την περίπτωση, εισάγεται η έννοια της κεντρομόλου επιτάχυνσης, η οποία καθορίζει τη μεταβολή όχι στον συντελεστή ταχύτητας, αλλά στην κατεύθυνσή του. Αυτή η επιτάχυνση υπολογίζεται με τον τύπο: a=v2/R, όπου R είναι η ακτίνα του κύκλου.
Παραδείγματα κίνησης
Έχοντας ασχοληθεί με το ζήτημα του τι είναι κίνηση, είναι χρήσιμο για σαφήνεια να δώσουμε μερικά παραδείγματα στην καθημερινή ζωή και τη φύση.
Κίνηση αυτοκινήτου σε δρόμο, ποδήλατο, άλμα μιας μπάλας σε γρασίδι, επιπλέοντας ένα πλοίο στη θάλασσα, πετά με αεροπλάνο στον ουρανό, σκιέρ που κατεβαίνει μια χιονισμένη βουνοπλαγιά, ένας σπρίντερ που τρέχει σε ένα σπορ ο ανταγωνισμός είναι όλα παραδείγματα της κίνησης των αντικειμένων στην καθημερινή ζωή.
Η περιστροφή των πλανητών γύρω από τον Ήλιο, η πτώση μιας πέτρας στο έδαφος, η ταλάντωση των φύλλων και των κλαδιών των δέντρων υπό την επίδραση του ανέμου, η κίνηση των κυττάρων που αποτελούν τους ιστούς της ζωής οργανισμοί, και τέλος, η θερμική χαοτική κίνηση των ατόμων και των μορίων είναι παραδείγματα της κίνησης των φυσικών αντικειμένων.
Αν προσεγγίσετε το ζήτημα από φιλοσοφική σκοπιά, τότε θα πρέπει να πούμε ότι η κίνηση είναι θεμελιώδης ιδιότητα της ύπαρξης, αφού ό,τι υπάρχει γύρω μας,βρίσκεται σε συνεχή κίνηση και αλλαγή.
