Kaj je gibanje? V fiziki ta koncept pomeni dejanje, ki vodi do spremembe položaja telesa v prostoru v določenem časovnem obdobju glede na določeno referenčno točko. Oglejmo si podrobneje osnovne fizikalne količine in zakonitosti, ki opisujejo gibanje teles.
Koncept koordinatnega sistema in materialne točke
Preden nadaljujemo z analizo vprašanja, kaj je gibanje, je treba opredeliti nekaj osnovnih pojmov.
Eden od teh konceptov je materialna točka. V fiziki se pogosto obravnavajo primeri, ko so oblika in dimenzije telesa nepomembne, saj so zanemarljive v primerjavi s prevoženimi razdaljami. Kadar geometrijske dimenzije obravnavanega predmeta niso pomembne za rešitev problema, pravijo, da je materialna točka.
Drug pomemben koncept za opis gibanja je koordinatni sistem, po katerem naj bi niz številk in osi nedvoumno določal položaj materialne točke v prostoru.
Količine, ki opisujejo gibanje
Veja fizike, ki preučuje obnašanje premikajočih se predmetov, se imenuje kinematika. V kinematiki se pogosto upoštevajo gibanja materialne točke. Če veste, kaj je gibanje, bi morali našteti glavne elemente, ki so neposredno povezani z njim:
- Trajektorija - namišljena črta v prostoru, po kateri se premika telo. Lahko je ravna, parabolična, eliptična in tako naprej.
- Pot (S) - to je razdalja, ki jo materialna točka prehodi v procesu svojega gibanja. Pot SI se meri v metrih (m).
- Hitrost (v) - fizična količina, ki določa, kako daleč materialna točka potuje na enoto časa. Merjeno v metrih na sekundo (m/s).
- Pospešek (a) - vrednost, ki opisuje spremembo hitrosti gibanja materialne točke. Izražen je v SI v m/c2.
- Čas gibanja (t).
Zakoni gibanja. Njihova matematična formulacija
Ko smo ugotovili, kaj je gibanje in katere količine ga določajo, lahko zapišemo izraz za pot: S=vt. Gibanje, ki ga opisuje ta enačba, se imenuje enakomerno pravokotno. Če se hitrost materialne točke spremeni, je treba formulo za pot zapisati na naslednji način: S=v0t+at2 /2, tukaj se hitrost v0 imenuje začetna (v času t=0). V katerem koli drugem času t je hitrost materialne točke določena s formulo: v=v0 + at. Ta vrsta gibanja se imenuje pravolinijsko enakomerno pospešeno.(enakomerno počasi).
Obravnavane formule so precej preproste, saj se uporabljajo za pravolinijsko gibanje. V naravi se predmeti pogosto premikajo po krivolinijskih poteh. V teh primerih je pomembno upoštevati vektorske lastnosti hitrosti in pospeška. Na primer, eno izmed preprostih premikov po ukrivljeni poti je gibanje materialne točke vzdolž kroga. V tem primeru se uvede koncept centripetalnega pospeška, ki določa spremembo ne modula hitrosti, temveč v njegovi smeri. Ta pospešek se izračuna po formuli: a=v2/R, kjer je R polmer kroga.
Primeri gibanja
Ko smo obravnavali vprašanje, kaj je gibanje, je za jasnost koristno navesti nekaj primerov iz vsakdanjega življenja in narave.
Premikanje avtomobila po cestišču, vožnja s kolesom, skakanje žoge na travniku, plavanje ladje v morju, letenje z letalom na nebu, smučar, ki se spušča po zasneženem pobočju gore, šprinter, ki teče v športu konkurenca so vsi primeri gibanja predmetov v vsakdanjem življenju.
Vrtenje planetov okoli Sonca, padec kamna na tla, nihanje listov in vej dreves pod vplivom vetra, gibanje celic, ki sestavljajo živa tkiva organizmi in končno, toplotno kaotično gibanje atomov in molekul sta primera gibanja naravnih predmetov.
Če k vprašanju pristopite s filozofskega vidika, potem je treba reči, da je gibanje temeljna lastnost bivanja, saj vse, kar obstaja okoli nas,je v stalnem gibanju in spreminjanju.
