Nel mondo fisico, uno dei fenomeni più comuni è il movimento. La branca della scienza che si occupa del comportamento degli oggetti in movimento è nota come "meccanica".
La meccanica è ulteriormente suddivisa in due sezioni: cinematica e dinamica.
La cinematica si occupa dello studio del moto senza tener conto della causa del moto.
La dinamica si occupa della causa del movimento, vale a dire la forza.
Movimento significa movimento. Un oggetto si dice in movimento se cambia posizione rispetto a ciò che lo circonda in un dato tempo. Un oggetto si dice fermo se non cambia posizione rispetto a ciò che lo circonda. Un quadro di riferimento è un altro oggetto o scena rispetto al quale confrontiamo la posizione dell'oggetto dato.
Ogni tipo di movimento è controllato da un diverso tipo di forza.
Quando un oggetto percorre distanze uguali in intervalli di tempo uguali, si dice che è in moto uniforme. Il moto uniforme è il moto rettilineo a velocità costante. Esempio: una palla che rotola.
Quando un oggetto percorre distanze disuguali in intervalli di tempo uguali, si dice che ha un moto non uniforme.
Il movimento irregolare è un movimento che non ha uno schema evidente nel suo movimento. Esempio: un'ape volante.
Esistono due tipi di movimento di base: traslazione e rotazione.
Traduzione significa movimento lungo un percorso.
Rotazione significa movimento intorno ad un asse fisso. Un asse è un centro attorno al quale ruota qualcosa.
Il moto di traslazione è definito dalla forza netta (somma di diverse forze) che agisce su un oggetto.
La rotazione è definita dalla coppia. La coppia è una forza che provoca la rotazione di un oggetto.
Tipi di movimento
2. Il moto rotatorio è il movimento di un oggetto, in un percorso circolare lungo un punto fisso come centro designato e il movimento è lungo la circonferenza del percorso, a distanza regolare dal centro. Questo tipo di movimento è il punto di partenza di molti meccanismi. Esempio: una ruota che gira.
3. Il movimento alternativo è un movimento avanti e indietro. Esempio: il movimento su e giù di uno yo-yo.
4. Il movimento oscillatorio è un movimento alternativo con elementi di movimento rotatorio come l'oscillazione. L'oscillazione può essere un movimento periodico che si ripete in un ciclo regolare o intervalli di tempo uguali, come una sedia a dondolo o l'oscillazione del pendolo in un orologio. Un pendolo che oscilla da un punto di attacco fisso e traccia un arco è un classico esempio di moto oscillatorio. Un irrigatore o un ventilatore oscillante fa la stessa cosa, tranne per il fatto che questi oscillano su un piano orizzontale anziché su un piano verticale e sono azionati da motori anziché dalla gravità. Un movimento oscillatorio è attorno a un punto di equilibrio o un valore medio.
Ci sono tre variabili di oscillazione:
Molto spesso, gli oggetti si muovono con movimenti complicati. Il movimento complicato può essere suddiviso in tipi di movimento più semplici. Un esempio di movimento complicato è un frisbee volante. Il movimento di un frisbee è costituito da movimento lineare e movimento rotatorio.
Le forze di attrito e gravitazionali influenzano il movimento degli oggetti - rallentano il movimento.
La forza di attrito che rallenta un corpo in movimento e alla fine arresta un oggetto in movimento è chiamata attrito dinamico. Ad esempio, quando spingi una scatola sul pavimento, parte dell'energia della tua spinta sposta la scatola e parte dell'energia viene persa a causa dell'attrito cinetico. Meno strutturata è la superficie, più lontano si sposterà l'oggetto. Ciò accade perché le superfici lisce hanno meno forza di attrito. L'attrito è influenzato dalla trama sia della superficie che dell'oggetto in movimento.
Distanza e spostamento
La distanza tra il capolinea A e il capolinea B è di 150 km. Un autobus viaggia dal capolinea A al capolinea B. La distanza percorsa dall'autobus è di 150 km. Percorrendo lo stesso percorso, l'autobus ritorna dal capolinea B al capolinea A. Pertanto la distanza totale percorsa dall'autobus durante il viaggio da A a B e poi da B ad A è di 150 km + 150 km = 300 km.
Un autobus che va da A a B e di nuovo da B ad A
Cos'è l'inerzia?
Inerzia significa resistenza a qualsiasi cambiamento nel movimento. Tutti gli oggetti hanno inerzia. Maggiore è la massa di un oggetto, maggiore è la sua inerzia. La prima legge del moto di Newton afferma che gli oggetti in movimento continueranno a muoversi nella stessa direzione e alla stessa velocità. Afferma inoltre che gli oggetti sono in quiete a meno che una forza esterna non agisca su di essi. Quando il conducente di un'auto frena, l'auto rallenta. Le persone nell'auto, tuttavia, continueranno alla stessa velocità dell'auto a causa della loro inerzia. La cintura di sicurezza funge da forza per mantenere le persone al loro posto. Le cinture di sicurezza aiutano a evitare che le persone si facciano male quando un'auto si ferma improvvisamente.
Moto armonico semplice
Il moto armonico semplice (SHM) è un tipo di moto oscillatorio. Un semplice moto armonico ha tre cose, sostanzialmente lo fa: il moto torna sempre all'equilibrio, segue lo stesso percorso e oscilla intorno all'equilibrio. SHM risulta quando la forza o la coppia che tende a ripristinare l'equilibrio è direttamente proporzionale allo spostamento dall'equilibrio è direttamente proporzionale allo spostamento dall'equilibrio.
La velocità è la distanza percorsa in un dato tempo. Velocità = Distanza/Tempo. L'unità SI della velocità è m/s. La velocità è una grandezza scalare.
Un oggetto si muove con velocità uniforme se percorre distanze uguali in intervalli di tempo uguali.
Se la distanza percorsa varia nel tempo, si dice che l'oggetto si muove a velocità variabile.
Velocità media e velocità istantanea
Quando viaggiamo in un veicolo, la velocità del veicolo cambia di volta in volta, a seconda delle condizioni esistenti sulla strada. In tale situazione, la velocità viene calcolata prendendo il rapporto tra la distanza totale percorsa dal veicolo e il tempo totale impiegato per il viaggio. Questa è chiamata velocità media.
La velocità istantanea sarebbe la velocità in un dato istante all'interno di quell'intervallo di tempo, misurata con un tachimetro in tempo reale.
Velocità
La velocità è definita come la distanza percorsa da un oggetto in movimento in una particolare direzione nell'unità di tempo o velocità in una particolare direzione.
Velocità = (distanza percorsa in una direzione specificata)/tempo impiegato
La velocità può anche essere definita come il tasso di variazione dello spostamento.
La velocità è una grandezza vettoriale.
Si dice che un corpo si muova con velocità uniforme se percorre distanze uguali in intervalli di tempo uguali in una direzione specificata.
Si dice che un corpo si muova con velocità variabile se percorre distanze disuguali in intervalli di tempo uguali e viceversa in una direzione specifica o se cambia la direzione del moto.
Accelerazione
L'accelerazione è definita come il tasso di variazione della velocità di un corpo in movimento nel tempo. Questo cambiamento potrebbe essere un cambiamento nella velocità dell'oggetto o nella sua direzione di movimento o entrambi.
Accelerazione = Tasso di variazione della velocità nel tempo
L'unità SI dell'accelerazione è m/s 2
L'accelerazione è una grandezza vettoriale.
Esistono diversi tipi di accelerazione:
