حرکت چیست؟ در فیزیک، این مفهوم به معنای عملی است که منجر به تغییر موقعیت جسم در فضا در یک دوره زمانی معین نسبت به یک نقطه مرجع خاص می شود. اجازه دهید کمیت‌های فیزیکی و قوانین اساسی که حرکت اجسام را توصیف می‌کنند با جزئیات بیشتری بررسی کنیم.
مفهوم یک سیستم مختصات و یک نقطه مادی
قبل از پرداختن به تحلیل مسئله حرکت چیست، لازم است چند مفهوم اساسی تعریف شود.
یکی از این مفاهیم یک نکته مادی است. در فیزیک اغلب مواردی در نظر گرفته می‌شوند که شکل و ابعاد بدن بی‌اهمیت باشد، زیرا در مقایسه با مسافت طی شده توسط آن ناچیز است. وقتی ابعاد هندسی جسم مورد نظر برای حل مسئله مهم نباشد، می گویند که یک نقطه مادی است.
مفهوم مهم دیگر برای توصیف حرکت، سیستم مختصات است، که بر اساس آن مجموعه ای از اعداد و محورها قرار است موقعیت یک نقطه مادی در فضا را به طور واضح تعیین کنند.
مقدارهای توصیف کننده حرکت
شاخه ای از فیزیک که رفتار اجسام متحرک را مطالعه می کند، سینماتیک نامیده می شود. در سینماتیک، حرکات یک نقطه مادی اغلب در نظر گرفته می شود. با دانستن اینکه حرکت چیست، باید عناصر اصلی را که مستقیماً با آن مرتبط هستند فهرست کرد:
- مسیر - خطی خیالی در فضا که بدن در امتداد آن حرکت می کند. می تواند مستقیم، سهمی، بیضوی و غیره باشد.
- مسیر (S) - این فاصله ای است که یک نقطه مادی در روند حرکت خود می گذرد. مسیر SI بر حسب متر (متر) اندازه گیری می شود.
- Speed (v) - یک کمیت فیزیکی که تعیین می کند یک نقطه مادی در واحد زمان چقدر مسافت را طی می کند. بر حسب متر بر ثانیه (m/s) اندازه‌گیری شد.
- شتاب (a) - مقداری که تغییر در سرعت حرکت یک نقطه مادی را توصیف می کند. در SI در m/c2 بیان می شود.
- زمان حرکت (t).
قوانین حرکت. فرمول ریاضی آنها
پس از فهمیدن اینکه حرکت چیست و چه کمیتی آن را تعیین می کند، می توانیم یک عبارت برای مسیر بنویسیم: S=vt. حرکت توصیف شده توسط این معادله را یکنواخت مستطیل می نامند. اگر سرعت نقطه مادی تغییر کند، فرمول مسیر باید به صورت زیر نوشته شود: S=v0t+at2 /2، در اینجا سرعت v0 اولیه نامیده می شود (در زمان t=0). در هر زمان دیگری t، سرعت یک نقطه مادی با فرمول تعیین می‌شود: v=v0 + at. این نوع حرکت را شتاب یکنواخت مستطیل می نامند.(به طور مساوی کند).
فرمول های در نظر گرفته شده بسیار ساده هستند، زیرا از آنها برای حرکت مستقیم استفاده می شود. در طبیعت، اجسام اغلب در مسیرهای منحنی حرکت می کنند. در این موارد، مهم است که ویژگی های برداری سرعت و شتاب را در نظر بگیریم. به عنوان مثال، یکی از حرکات ساده در طول یک مسیر منحنی، حرکت یک نقطه مادی در امتداد یک دایره است. در این مورد، مفهوم شتاب مرکزگرا معرفی می شود که تغییر را نه در مدول سرعت، بلکه در جهت آن تعیین می کند. این شتاب با فرمول محاسبه می شود: a=v2/R، که در آن R شعاع دایره است.
نمونه هایی از حرکت
پس از پرداختن به این سوال که حرکت چیست، برای روشن شدن مطلب مفید است که مثالهایی در زندگی روزمره و طبیعت بیاوریم.
حرکت ماشین در جاده، دوچرخه سواری، پریدن با توپ روی چمن، شناور کردن یک کشتی در دریا، پرواز با هواپیما در آسمان، پایین آمدن یک اسکی باز از دامنه کوه برفی، یک دونده سرعتی که در یک ورزش می دود. رقابت همه نمونه هایی از حرکت اجسام در زندگی روزمره هستند.
چرخش سیارات به دور خورشید، افتادن سنگ به زمین، نوسان برگ ها و شاخه های درختان تحت تأثیر باد، حرکت سلول هایی که بافت های زنده را تشکیل می دهند. موجودات، و در نهایت، حرکت آشفته حرارتی اتم ها و مولکول ها نمونه هایی از حرکت اجسام طبیعی هستند.
اگر از منظر فلسفی به موضوع بپردازید، باید گفت که حرکت یک ویژگی اساسی هستی است، زیرا هر چیزی که در اطراف ما وجود دارد،در حرکت و تغییر مداوم است.
