Mitä liike on? Fysiikassa tämä käsite tarkoittaa toimintaa, joka johtaa kehon aseman muutokseen avaruudessa tietyn ajan kuluessa suhteessa tiettyyn vertailupisteeseen. Tarkastellaanpa tarkemmin kappaleiden liikettä kuvaavia fyysisiä perussuureita ja lakeja.
Koordinaattijärjestelmän ja materiaalipisteen käsite
Ennen kuin siirrytään analysoimaan kysymystä siitä, mitä liike on, on tarpeen määritellä joitakin peruskäsitteitä.
Yksi näistä käsitteistä on aineellinen piste. Fysiikassa pohditaan usein tapauksia, joissa kehon muoto ja mitat ovat merkityksettömiä, koska ne ovat mitättömiä sen kulkemiin matkoihin verrattuna. Kun tarkasteltavan kohteen geometriset mitat eivät ole tärkeitä ongelman ratkaisemisen kann alta, he sanovat sen olevan aineellinen piste.
Toinen tärkeä käsite liikkeen kuvaamisessa on koordinaattijärjestelmä, jossa lukujen ja akselien joukon oletetaan yksiselitteisesti määrittävän aineellisen pisteen aseman avaruudessa.
Liikkeitä kuvaavat määrät
Fysiikan haaraa, joka tutkii liikkuvien kohteiden käyttäytymistä, kutsutaan kinematiikaksi. Kinematiikassa huomioidaan usein aineellisen pisteen liikkeet. Tietäen mitä liike on, tulee luetella tärkeimmät siihen suoraan liittyvät elementit:
- Rata - kuvitteellinen viiva avaruudessa, jota pitkin keho liikkuu. Se voi olla suora, parabolinen, elliptinen ja niin edelleen.
- Path (S) - tämä on etäisyys, jonka materiaalipiste kulkee liikkuessaan. SI-polku mitataan metreinä (m).
- Nopeus (v) - fyysinen suure, joka määrittää, kuinka pitkän matkan materiaalipiste kulkee aikayksikössä. Mitattu metreinä sekunnissa (m/s).
- Kiihtyvyys (a) - arvo, joka kuvaa materiaalin pisteen liikenopeuden muutosta. Se ilmaistaan SI:nä m/c2.
- Liikeaika (t).
Liikelakit. Heidän matemaattinen muotoilunsa
Kun on selvitetty mitä liike on ja mitkä suuret sen määräävät, voimme kirjoittaa polulle lausekkeen: S=vt. Tämän yhtälön kuvaamaa liikettä kutsutaan yhtenäiseksi suoraviivaiseksi. Jos materiaalipisteen nopeus muuttuu, polun kaava tulee kirjoittaa seuraavasti: S=v0t+at2 /2, tässä nopeutta v0 kutsutaan alkunopeudeksi (hetkellä t=0). Muina ajankohtana t aineellisen pisteen nopeus määräytyy kaavasta: v=v0 + at. Tämän tyyppistä liikettä kutsutaan suoraviivaiseksi tasaisesti kiihdytetyksi.(tasaisen hidas).
Kaavat ovat melko yksinkertaisia, koska niitä käytetään suoraviivaiseen liikkeeseen. Luonnossa esineet liikkuvat usein kaarevia polkuja pitkin. Näissä tapauksissa on tärkeää ottaa huomioon nopeuden ja kiihtyvyyden vektorin ominaisuudet. Esimerkiksi yksi yksinkertaisista liikkeistä kaarevaa polkua pitkin on materiaalipisteen liike ympyrää pitkin. Tässä tapauksessa otetaan käyttöön keskipetaalisen kiihtyvyyden käsite, joka määrittää muutoksen ei nopeusmoduulissa, vaan sen suunnassa. Tämä kiihtyvyys lasketaan kaavalla: a=v2/R, missä R on ympyrän säde.
Esimerkkejä liikkeestä
Kun on käsitelty kysymystä siitä, mitä liike on, on selvyyden vuoksi hyödyllistä antaa esimerkkejä arjesta ja luonnosta.
Auton liikuttaminen tiellä, pyöräily, pallon hyppiminen nurmikolla, laivan kelluminen meressä, lentokoneen lentäminen taivaalla, hiihtäjä laskeutumassa lumisella vuorenrinteellä, pikajuoksija juoksemassa urheilussa kilpailu ovat kaikki esimerkkejä esineiden liikkumisesta jokapäiväisessä elämässä.
Planeettien pyöriminen Auringon ympäri, kiven putoaminen maahan, puiden lehtien ja oksien värähtely tuulen vaikutuksesta, solujen liike, jotka muodostavat elävän kudoksen eliöt ja lopuksi atomien ja molekyylien lämpökaaoottinen liike ovat esimerkkejä luonnon esineiden liikkeistä.
Jos lähestyt asiaa filosofisesta näkökulmasta, niin on sanottava, että liike on olemisen perusominaisuus, koska kaikki mitä ympärillämme on,on jatkuvassa liikkeessä ja muuttumassa.
