Co to jest ruch? W fizyce pojęcie to oznacza działanie, które prowadzi do zmiany położenia ciała w przestrzeni w określonym czasie względem określonego punktu odniesienia. Rozważmy bardziej szczegółowo podstawowe wielkości fizyczne i prawa opisujące ruch ciał.
Pojęcie układu współrzędnych i punktu materialnego
Przed przystąpieniem do analizy pytania, czym jest ruch, konieczne jest zdefiniowanie kilku podstawowych pojęć.
Jednym z tych pojęć jest kwestia materialna. W fizyce często bierze się pod uwagę przypadki, w których kształt i wymiary ciała są nieistotne, ponieważ są znikome w porównaniu z pokonywanymi przez nie odległościami. Gdy geometryczne wymiary rozważanego obiektu nie są istotne dla rozwiązania problemu, mówią, że jest to punkt materialny.
Innym ważnym pojęciem opisu ruchu jest układ współrzędnych, w którym zbiór liczb i osi ma jednoznacznie określać położenie punktu materialnego w przestrzeni.
Ilości opisujące ruch
Dział fizyki, który bada zachowanie poruszających się obiektów, nazywa się kinematyka. W kinematyce często bierze się pod uwagę ruchy punktu materialnego. Wiedząc, czym jest ruch, należy wymienić główne elementy, które są z nim bezpośrednio związane:
- Trajektoria - wyimaginowana linia w przestrzeni, wzdłuż której porusza się ciało. Może być prosty, paraboliczny, eliptyczny i tak dalej.
- Ścieżka (S) - jest to odległość, jaką pokonuje punkt materialny w trakcie swojego ruchu. Ścieżka SI jest mierzona w metrach (m).
- Prędkość (v) - wielkość fizyczna, która określa, jak daleko pokonuje punkt materialny w jednostce czasu. Mierzone w metrach na sekundę (m/s).
- Przyspieszenie (a) - wartość opisująca zmianę prędkości ruchu punktu materialnego. Jest wyrażony w SI w m/c2.
- Czas ruchu (t).
Prawa ruchu. Ich formuła matematyczna
Po ustaleniu czym jest ruch i jakie wielkości go określają, możemy napisać wyrażenie dla ścieżki: S=vt. Ruch opisany tym równaniem nazywamy jednostajnym prostoliniowym. Jeżeli zmienia się prędkość punktu materialnego, to wzór na ścieżkę należy zapisać w następujący sposób: S=v0t+at2 /2, tutaj prędkość v0 jest nazywana początkową (w czasie t=0). W każdym innym momencie t prędkość punktu materialnego jest określona wzorem: v=v0 + at. Ten rodzaj ruchu nazywany jest ruchem prostoliniowym jednostajnie przyspieszonym.(równomiernie wolno).
Rozważane wzory są dość proste, ponieważ są używane do ruchu prostoliniowego. W naturze przedmioty często poruszają się po krzywoliniowych ścieżkach. W takich przypadkach ważne jest, aby wziąć pod uwagę wektorowe właściwości prędkości i przyspieszenia. Na przykład jednym z prostych ruchów po zakrzywionej ścieżce jest ruch punktu materialnego po okręgu. W tym przypadku wprowadza się pojęcie przyspieszenia dośrodkowego, które determinuje zmianę nie modułu prędkości, ale jego kierunku. Przyspieszenie to jest obliczane według wzoru: a=v2/R, gdzie R jest promieniem okręgu.
Przykłady ruchu
Po ustaleniu, czym jest ruch, warto podać kilka przykładów z życia codziennego i natury.
Przemieszczanie samochodu po jezdni, jazda na rowerze, skakanie piłki po trawniku, pływanie statkiem na morzu, latanie samolotem na niebie, narciarz zjeżdżający po ośnieżonym zboczu góry, sprinter biegający w sporcie konkurencja to wszystkie przykłady ruchu przedmiotów w życiu codziennym.
Obrót planet wokół Słońca, upadek kamienia na ziemię, drgania liści i gałęzi drzew pod wpływem wiatru, ruch komórek tworzących tkanki żywe organizmów i wreszcie termiczny chaotyczny ruch atomów i cząsteczek to przykłady ruchu obiektów naturalnych.
Jeśli podejdziesz do tego zagadnienia z filozoficznego punktu widzenia, to należy powiedzieć, że ruch jest podstawową właściwością bytu, ponieważ wszystko, co istnieje wokół nas,jest w ciągłym ruchu i zmienia się.
