Sisältö
Fysiikka kattaa hyvin monia aiheita, mutta sydämessä se on tutkimus siitä, kuinka asiat liikkuvat. "Makro" -tasolla (joka liittyy jokapäiväisiin ja näkyviin asioihin, toisin kuin "mikro-" tai atomi- ja alaatomisiin ilmiöihin) monet fyysikot ja insinöörit luokittelevat liikkeen neljään perustyyppiin: lineaariseen, kiertyvään, edestakaisin ja värähtelevään. Koneissa, joissa on liikkuvia osia, on yksi tai useampi näistä.
Huomaa, että näitä ei pidä sekoittaa paastopahaan lait liike; niitä hyväksytään monissa yleissopimuksissa, mutta ne eivät missään nimessä edusta rauhanomaisia luokkia. Esimerkiksi tähtitieteilijät keskustelevat liikkeestä vallankumouksen, kiertämisen, kosmisen laajentumisen ja kiertävien järjestelmien suhteen. Neljä mekaanista liikettä ovat kuitenkin hyvä lähtökohta oppia kuinka asiat siirtyvät fyysisessä tilassa pisteestä toiseen täysin tutulla tavalla.
Lineaarinen (käännös) liike
Lineaarinen liike, jota joskus kutsutaan laajemmin translaatioksi, on yksinkertaisesti kohteen siirtäminen avaruuspisteestä toiseen. Kaavamaisesti tyypillisessä graafissa, jossa on x- ja y-akselit, jos piste siirtyy alkuperästä pisteessä (0, 0) pisteeseen (3, 4), Pythagoran lauseen avulla voidaan osoittaa, että piste on läpikäynyt 5 yksiköt lineaarista liikettä (neliöjuuri 32 + 42 on 5). Rusetista ammuttu nuoli liikkuu lineaarisesti.
Monet esineet kokevat useamman kuin yhden liiketyypin samanaikaisesti, ja vallitsevaa muotoa käytetään yleisenä kuvaajana. Esimerkiksi kannuun, joka on heitetty syöttäjästä 60 metrin päässä, on suoritettu translaatioliike, mutta pallo on todennäköisesti kiertynyt useita kertoja pitkin kulkuaan syöttäjästä kannuun kotilevyyn.
Rotary (kierto) liike
Kun jotain pyörii karkeasti sanottuna, se pyörii ympyrässä. Lapsen, joka seisoo yhdessä paikassa leikkikentällä ja pyörii ympyrässä, kunnes hän saavuttaa alkuperäisen lähtöpisteensä, on käynyt läpi pyörimisliikkeen, mutta hänen ei tarvitse täyttää ympyrää, jotta tämä olisi totta; Heidän keskeinen kohta on, että hänen ruumiinsa on kiertynyt hyvin määritellyn geometrisen akselin ympäri - tässä tapauksessa yhden, joka kulkee pään yläosasta maahan jalkojensa kohdalla.
Kierto on autokuljetusten perusta. Jotta koko auto voidaan kääntää esimerkiksi New York Citystä Los Angelesiin, sen pyörien on pyöritettävä autojen akselien ympäri, ja monet autojen polttomoottorin sisäosista pyörivät, kun ne toimivat. Maa itse pyörii oman akselinsa ympäri pohjoisen ja etelänavan välillä melkein 24 tunnin välein.
Edestakainen liike
Edestakainen liike liittyy muihin liiketyyppeihin, erityisesti värähtelevään liikkeeseen. Tässä liikemuodossa esine käännetään tai siirretään lineaarisesti yhteen suuntaan ja sitten takaisin samaa polkua vastakkaiseen suuntaan, kunnes se palaa lähtöpisteeseen; sykli toistetaan sitten. Yksi esimerkki on moottorisaha. Vähemmän selvä esimerkki on henkilö, joka ajaa töihin ja ajaa sitten kotiin samaa reittiä noin kahdeksan tuntia myöhemmin ja toistaa sitten päivä päivältä. Nämä saattavat tuntua hyvin erilaisilta pyrkimyksiltä, mutta todellisuudessa ne eroavat toisistaan vain ajan ja matkan asteikolla; saha voi liikkua vain puolen metrin amplitudin läpi ja kulkea koko sisääntulopolunsa läpi useita kertoja sekunnissa, kun taas työmatkalainen voi matkustaa 20 mailia kahdesti päivässä.
Oskilloiva liike
Asiat, jotka liikkuvat edestakaisin, mutta joissa on pyörimisliikkeen elementtejä, kuten heiluminen, sanotaan värähteleviksi. Heiluri, joka kääntyy kiinteästä kiinnityskohdasta ja jäljittää kaaren, on klassinen esimerkki. Sprinkleri tai värähtelevä tuuletin tekee saman asian, paitsi että nämä värähtelevät pikemminkin vaakatasossa kuin pystytasossa ja niitä käyttävät moottorit kuin painovoima.
Täydellisyyden vuoksi kuvittele tämän tyyppinen sprinkleri, joka on asennettu auton takaosaan ja joka jäljittää 120 kaariastetta samalla kun liikkuu edestakaisin 50 metrin raideväylää pitkin. Tällä laitteella on helposti tunnistettavissa olevat liike-, käännös-, edestakaisin liikkuvat ja värähtelevät muodot, ja useimmissa reaalimaailmassa liikkuvissa kohteissa on enemmän kuin yksi liikemuoto liikkuessaan.