Back to the topics list

lëvizje, nxitimi, shpejtësia

Në botën fizike, një nga fenomenet më të zakonshme është lëvizja. Dega e shkencës e cila merret me sjelljen e objekteve në lëvizje njihet si 'mekanikë'.

Mekanika ndahet më tej në dy seksione - Kinematika dhe Dinamika.

Kinematika merret me studimin e lëvizjes pa marrë parasysh shkakun e lëvizjes.

Dinamika ka të bëjë me shkakun e lëvizjes, përkatësisht forcën.

Lëvizja do të thotë lëvizje. Një objekt quhet në lëvizje nëse ndryshon pozicionin e tij në lidhje me rrethinën e tij në një kohë të caktuar. Një objekt thuhet se është në qetësi nëse nuk ndryshon pozicionin e tij në lidhje me rrethinën e tij. Një kornizë referimi është një objekt ose skenë tjetër në lidhje me të cilën ne krahasojmë pozicionin e objektit të dhënë.

Çdo lloj lëvizjeje kontrollohet nga një lloj force tjetër.

Kur një objekt mbulon distanca të barabarta në intervale të barabarta kohore, thuhet se është në lëvizje uniforme. Lëvizja uniforme është lëvizja me një shpejtësi konstante në një vijë të drejtë. Shembull: një top rrotullues.

Kur një objekt mbulon distanca të pabarabarta në intervale të barabarta kohore, thuhet se është në lëvizje jo uniforme.

Lëvizja e parregullt është lëvizje e cila nuk ka një model të qartë të lëvizjes së saj. Shembull: një bletë fluturuese.

Ekzistojnë dy lloje të lëvizjes themelore: përkthimi dhe rrotullimi.

Përkthimi do të thotë lëvizje përgjatë një rruge.

Rrotullim nënkupton lëvizjen rreth një boshti fiks. Një bosht është një qendër rreth së cilës rrotullohet diçka.

Lëvizja e përkthimit përcaktohet nga forca neto (shuma e forcave të ndryshme) që vepron në një objekt.

Rrotullimi përcaktohet nga çift rrotullimi. Çift rrotullues është një forcë që shkakton rrotullimin e një objekti.

Llojet e lëvizjes

1. Lëvizja lineare është më themelore nga të gjitha lëvizjet. Është lloji i lëvizjes në të cilën të gjitha pjesët e një objekti lëvizin në të njëjtin drejtim dhe secila pjesë lëviz në një distancë të barabartë. Kjo njihet edhe si lëvizja e përkthyesit, pasi lëvizja e objektit ndodh në një vijë të drejtë. Lëvizja lineare matet me shpejtësi dhe drejtim. Distanca e përshkuar nga një objekt për njësi të kohës quhet shpejtësi. Shembull: një makinë në lëvizje ose një objekt që bie për shkak të tërheqjes gravitacionale të tokës.

• Lëvizja përgjatë një vije të drejtë quhet lëvizje drejtvizore
• Lëvizja përgjatë një shtegu të lakuar quhet lëvizje lakuare

2. Lëvizja rrotulluese është lëvizja e një objekti, në një shteg rrethor përgjatë një pike fikse si qendër e caktuar dhe lëvizja është përgjatë perimetrit të shtegut, në një distancë të rregullt nga qendra. Ky lloj lëvizjeje është pikënisja e shumë mekanizmave. Shembull: një rrotë tjerrëse.

3. Lëvizja reciproke është lëvizje mbrapa dhe mbrapa. Shembull: lëvizja lart e poshtë e një yo-yo.

4. Lëvizja lëkundëse është një lëvizje reciproke me elemente të lëvizjes rrotulluese si lëkundje. Lëvizja mund të jetë një lëvizje periodike që përsëritet në një cikël të rregullt ose në intervale të barabarta kohore, si një karrige lëkundëse ose lëkundje e lavjerrësit në një orë. Një lavjerrës që lëkundet nga një pikë fikse e lidhjes dhe gjurmon një hark është një shembull klasik i lëvizjes lëkundëse. Një spërkatës ose ventilator lëkundës bën të njëjtën gjë, përveç se këto lëkunden në një plan horizontal dhe jo në një plan vertikal dhe fuqizohen nga motorët dhe jo nga graviteti. Një lëvizje lëkundëse është rreth një pike ekuilibri ose një vlere mesatare.

Ekzistojnë tre variabla të lëkundjes:

• Amplituda është zhvendosja maksimale nga pika e ekuilibrit. Nëse një lavjerrës lëkundet një centimetër nga pika e ekuilibrit përpara se të fillojë udhëtimin e tij të kthimit, amplituda e lëkundjes është një centimetër.
• Një periudhë është një kohë që duhet për një udhëtim të plotë vajtje-ardhje nga objekti, duke u kthyer në pozicionin e tij fillestar. Nëse një lavjerrës fillon në të djathtë dhe merr një sekondë për të udhëtuar deri në të majtë dhe një sekondë tjetër për t'u kthyer në të djathtë, periudha e tij është dy sekonda. Periudha zakonisht matet në sekonda.
• Frekuenca është numri i cikleve për njësi të kohës. Frekuenca është e barabartë me një pjesëtuar me periudhën. Frekuenca matet në Hertz ose cikle për sekondë.

Shumë shpesh, objektet lëvizin me lëvizje të ndërlikuara. Lëvizja e ndërlikuar mund të ndahet në lloje më të thjeshta të lëvizjes. Një shembull i lëvizjes së komplikuar është një Frisbee fluturues. Lëvizja e një Frisbee përbëhet nga lëvizje lineare dhe lëvizje rrotulluese.

Forcat e fërkimit dhe gravitacionit ndikojnë në lëvizjen e objekteve - ato ngadalësojnë lëvizjen.

Forca e fërkimit që ngadalëson një trup në lëvizje dhe përfundimisht ndalon një objekt në lëvizje quhet fërkim kinetik. Për shembull, kur shtyni një kuti nëpër dysheme, një pjesë e energjisë së shtytjes suaj e lëviz kutinë dhe një pjesë e energjisë humbet nga fërkimi kinetik. Sa më pak teksturë të jetë sipërfaqja, aq më larg do të lëvizë objekti. Kjo ndodh sepse sipërfaqet e lëmuara kanë më pak forcë fërkimi. Fërkimi ndikohet nga struktura e sipërfaqes dhe e objektit në lëvizje.

Largësia dhe zhvendosja

Distanca midis terminalit A dhe terminalit B është 150 km. Një autobus udhëton nga terminali A në terminalin B. Distanca e përshkuar nga autobusi është 150 km. Gjatë udhëtimit në të njëjtën rrugë, autobusi kthehet nga terminali B në terminalin A. Kështu distanca totale e kaluar nga autobusi gjatë udhëtimit nga A në B dhe më pas nga B në A është 150 km + 150 km = 300 km.

Një autobus që lëviz nga A në B dhe përsëri nga B në A

• Distanca e mbuluar nga një objekt në lëvizje është gjatësia aktuale e shtegut të ndjekur nga objekti.
• Distanca është një sasi skalare. Njësia SI e distancës është metër.
• Pozicioni i autobusit ndryshoi kur ai kaloi nga terminali A në terminalin B. Ka një zhvendosje prej 150 km nga A në B. Zhvendosja me udhëtimin e kthimit është gjithashtu 150 km.
• Zhvendosja është distanca më e shkurtër e mbuluar nga një objekt lëvizës nga pika e referencës (pozicioni fillestar i trupit) në një drejtim të caktuar.
• Por zhvendosja kur autobusi lëviz nga A në B dhe pastaj nga B në A është zero. Njësia e zhvendosjes SI është një metër.
• Zhvendosja është vektor dmth. zhvendosja jepet nga një numër me njësi dhe drejtim të duhur.

Çfarë është inercia?

Inercia do të thotë rezistencë ndaj çdo ndryshimi në lëvizje. Të gjitha objektet kanë inerci. Sa më e madhe të jetë masa e një objekti, aq më shumë inerci ka. Ligji i Parë i Lëvizjes i Njutonit thotë se objektet në lëvizje do të vazhdojnë të lëvizin në të njëjtin drejtim dhe me të njëjtën shpejtësi. Ai gjithashtu thotë se objektet janë në qetësi, përveç nëse një forcë e jashtme vepron mbi to. Kur shoferi i një makine vendos frenat, makina ngadalësohet. Njerëzit në makinë, megjithatë, do të vazhdojnë me të njëjtën shpejtësi që vetura po shkonte për shkak të inercisë së tyre. Rripi i sigurimit vepron si një forcë për të mbajtur njerëzit në vend. Rripat e sigurimit ndihmojnë që njerëzit të mos lëndohen kur një makinë ndalon papritur.

Lëvizje e thjeshtë harmonike

Lëvizja e thjeshtë harmonike (SHM) është një lloj lëvizjeje osciluese. Një lëvizje e thjeshtë harmonike ka tre gjëra, në thelb ka: Lëvizja kthehet gjithmonë në ekuilibër, ndjek të njëjtën rrugë dhe lëkundet rreth ekuilibrit. SHM rezulton kur forca ose çift rrotullimi që tenton të rivendosë ekuilibrin është drejtpërdrejt proporcional me zhvendosjen nga ekuilibri janë drejtpërdrejt proporcionale me zhvendosjen nga ekuilibri.

Shpejtësia është distanca e kaluar në një kohë të caktuar. Shpejtësia = Distanca/Koha. Njësia SI e shpejtësisë është m/s. Shpejtësia është një sasi skalare.

Një objekt lëviz me shpejtësi uniforme nëse mbulon distanca të barabarta në intervale të barabarta kohore.

Nëse distanca e mbuluar ndryshon me kohën, thuhet se objekti lëviz me shpejtësi të ndryshueshme.

Shpejtësia mesatare dhe shpejtësia e menjëhershme

Kur udhëtojmë me një automjet, shpejtësia e mjetit ndryshon herë pas here, në varësi të kushteve që ekzistojnë në rrugë. Në një situatë të tillë, shpejtësia llogaritet duke marrë raportin e distancës totale të përshkuar nga automjeti me kohën totale të marrë për udhëtim. Kjo quhet shpejtësia mesatare.

Shpejtësia e menjëhershme do të ishte shpejtësia në çdo moment të caktuar brenda asaj periudhe kohore, e matur me një shpejtësimetër në kohë reale.

Shpejtësia

Shpejtësia përcaktohet si distanca e mbuluar nga një objekt lëvizës në një drejtim të caktuar në njësi të kohës ose shpejtësia në një drejtim të caktuar.

Shpejtësia = (distanca e përshkuar në një drejtim të caktuar)/koha e marrë

Shpejtësia mund të përkufizohet gjithashtu si shpejtësia e ndryshimit të zhvendosjes.

Shpejtësia është një sasi vektoriale.

Një trup quhet se lëviz me shpejtësi uniforme nëse mbulon distanca të barabarta në intervale të barabarta kohore në një drejtim të caktuar.

Një trup quhet se lëviz me shpejtësi të ndryshueshme nëse zbulon distanca të pabarabarta në intervale të barabarta kohore dhe anasjelltas në një drejtim të caktuar ose nëse ndryshon drejtimin e lëvizjes.

Përshpejtimi

Nxitimi përcaktohet si shpejtësia e ndryshimit të shpejtësisë së një trupi në lëvizje me kohën. Ky ndryshim mund të jetë një ndryshim në shpejtësinë e objektit ose drejtimin e tij të lëvizjes ose të dyja.

Nxitimi = Shkalla e ndryshimit të shpejtësisë me kohën

Njësia SI e nxitimit është m/s ²

Nxitimi është një sasi vektoriale.

Ekzistojnë lloje të ndryshme të përshpejtimit:

• Nxitimi pozitiv - Nëse shpejtësia e një objekti rritet, atëherë thuhet se objekti lëviz me nxitim pozitiv. Shembull, një top që rrotullohet poshtë një rrafshi të pjerrët.
• Nxitimi negativ - Nëse shpejtësia e një objekti zvogëlohet, atëherë thuhet se objekti lëviz me nxitim negativ. Nxitimi negativ njihet gjithashtu si vonesë ose ngadalësim. Shembull: një top që lëviz lart në një plan të pjerrët.