Back to the topics list

acceleration, hastighet, rörelse

I den fysiska världen är ett av de vanligaste fenomenen rörelse. Den vetenskapsgren som behandlar beteendet hos rörliga föremål kallas "mekanik".

Mekanik är vidare uppdelad i två sektioner - Kinematics och Dynamics.

Kinematik handlar om studiet av rörelse utan att ta hänsyn till orsaken till rörelse.

Dynamik handlar om orsaken till rörelse, nämligen kraft.

Rörelse betyder rörelse. Ett föremål sägs vara i rörelse om det ändrar sin position i förhållande till sin omgivning under en given tid. Ett föremål sägs vara i vila om det inte ändrar sin position i förhållande till sin omgivning. En referensram är ett annat objekt eller scen med avseende på vilket vi jämför det givna objektets position.

Varje typ av rörelse styrs av en annan typ av kraft.

När ett föremål täcker lika avstånd med lika tidsintervall, sägs det vara i jämn rörelse. Enhetlig rörelse är rörelse med konstant hastighet i en rak linje. Exempel: en rullande boll.

När ett föremål täcker ojämna avstånd med lika tidsintervall, sägs det vara i ojämn rörelse.

Oregelbunden rörelse är rörelse som inte har något uppenbart mönster för sin rörelse. Exempel: ett flygande bi.

Det finns två typer av grundläggande rörelser: translation och rotation.

Översättning betyder rörelse längs en väg.

Rotation betyder rörelse runt en fast axel. En axel är ett centrum runt vilket något roterar.

Translationsrörelse definieras av nettokraften (summan av olika krafter) som verkar på ett föremål.

Rotation definieras av vridmoment. Vridmoment är en kraft som orsakar ett föremåls rotation.

Typer av rörelse

1. Linjär rörelse är den mest grundläggande av alla rörelser. Det är den typ av rörelse där alla delar av ett föremål rör sig i samma riktning och varje del rör sig lika långt. Detta är också känt som översättarrörelse, eftersom objektets rörelse sker i en rak linje. Linjär rörelse mäts med hastighet och riktning. Avstånd som ett föremål tillryggalagt per tidsenhet kallas hastighet. Exempel: en bil i rörelse eller ett föremål som faller ner på grund av jordens gravitationskraft.

• Rörelse längs en rak linje kallas rätlinjig rörelse
• Rörelse längs en krökt bana kallas kurvlinjär rörelse

2. Rotationsrörelse är rörelsen av ett föremål, i en cirkulär bana längs en fast punkt som det utsedda centrumet och rörelsen är längs banans omkrets, på ett regelbundet avstånd från centrum. Denna typ av rörelse är utgångspunkten för många mekanismer. Exempel: ett snurrande hjul.

3. Fram- och återgående rörelse är fram och tillbaka rörelse. Exempel: en jojos upp- och nedrörelse.

4. Oscillerande rörelse är en fram- och återgående rörelse med inslag av rotationsrörelse som att svänga. Oscillation kan vara en periodisk rörelse som upprepar sig i en regelbunden cykel eller lika tidsintervall, som en gungstol eller pendelns svängning i en klocka. En pendel som svänger från en fast fästpunkt och spårar en båge är ett klassiskt exempel på oscillerande rörelse. En sprinkler eller oscillerande fläkt gör samma sak, förutom att dessa svänger i ett horisontellt plan snarare än ett vertikalt plan och drivs av motorer snarare än gravitation. En oscillerande rörelse är runt en jämviktspunkt eller ett medelvärde.

Det finns tre variabler för oscillation:

• Amplitud är den maximala förskjutningen från jämviktspunkten. Om en pendel svänger en centimeter från jämviktspunkten innan den påbörjar sin återresa är svängningsamplituden en centimeter.
• En period är en tid det tar för objektet att ta en hel tur och retur och återgå till dess ursprungliga position. Om en pendel börjar till höger och tar en sekund för att resa hela vägen till vänster och ytterligare en sekund för att återvända till höger, är dess period två sekunder. Perioden mäts vanligtvis i sekunder.
• Frekvens är antalet cykler per tidsenhet. Frekvensen är lika med en dividerad med perioden. Frekvensen mäts i Hertz eller cykler per sekund.

Mycket ofta rör sig föremål genom komplicerade rörelser. Komplicerade rörelser kan delas upp i enklare typer av rörelse. Ett exempel på komplicerad rörelse är en flygande frisbee. En frisbees rörelse består av linjär rörelse och roterande rörelse.

Friktions- och gravitationskrafter påverkar objektens rörelse – de saktar ner rörelsen.

Friktionskraften som bromsar en kropp i rörelse och slutligen stoppar ett rörligt föremål kallas kinetisk friktion. Till exempel, när du trycker en låda över golvet, flyttar en del av energin från ditt tryck lådan, och en del av energin går förlorad till kinetisk friktion. Ju mindre strukturerad ytan är, desto längre kommer objektet att röra sig. Detta beror på att släta ytor har mindre friktionskraft. Friktionen påverkas av strukturen på både ytan och det rörliga föremålet.

Avstånd och förskjutning

Avståndet mellan terminal A och terminal B är 150 km. En buss går från ändstation A till ändstation B. Avståndet som bussen tar är 150 km. När bussen färdas på samma sträcka återvänder bussen från ändstation B till ändstation A. Den totala sträckan som bussen tillryggalägger under resan från A till B och sedan från B till A är alltså 150 km + 150 km = 300 km.

En buss som går från A till B och igen från B till A

• Avståndet som ett rörligt föremål täcker är den faktiska längden på den väg som objektet följer.
• Avstånd är en skalär storhet. SI-enheten för avstånd är meter.
• Bussens position ändrades när den flyttade från ändstation A till ändstation B. Det är en förskjutning på 150 km från A till B. Förskjutningen vid returresan är också 150 km.
• Förskjutning är det kortaste avståndet som ett rörligt föremål täcker från referenspunkten (kroppens initiala position) i en specificerad riktning.
• Men förskjutningen när bussen rör sig från A till B och sedan från B till A är noll. SI-enhet för förskjutning är en meter.
• Förskjutning är en vektor, dvs förskjutningen ges av ett tal med rätt enheter och riktning.

Vad är tröghet?

Tröghet betyder motstånd mot varje förändring i rörelse. Alla föremål har tröghet. Ju större massa ett föremål har, desto mer tröghet har det. Newtons första rörelselag säger att rörliga föremål kommer att fortsätta röra sig i samma riktning och med samma hastighet. Det står också att föremål i vila om inte en yttre kraft verkar på dem. När föraren av en bil bromsar saktar bilen ner. Personerna i bilen kommer dock att fortsätta i samma hastighet som bilen körde på grund av deras tröghet. Säkerhetsbältet fungerar som en kraft för att hålla människorna på plats. Säkerhetsbälten hjälper till att förhindra att människor skadas när en bil plötsligt stannar.

Enkel harmonisk rörelse

Enkel harmonisk rörelse (SHM) är en typ av oscillerande rörelse. En enkel harmonisk rörelse har tre saker, det har den i princip: Rörelse går alltid tillbaka till jämvikt, följer samma väg och svänger runt jämvikten. SHM uppstår när kraften eller vridmomentet som tenderar att återställa jämvikten är direkt proportionell mot förskjutningen från jämvikten är direkt proportionell mot förskjutningen från jämvikt.

Hastighet är den sträcka som tillryggaläggs under en given tid. Hastighet = Distans/tid. SI-enhet för hastighet är m/s. Hastighet är en skalär storhet.

Ett föremål rör sig med jämn hastighet om det täcker lika avstånd med lika tidsintervall.

Om den tillryggalagda sträckan varierar med tiden, sägs objektet röra sig med variabel hastighet.

Medelhastighet och momentan hastighet

När vi färdas i ett fordon ändras fordonets hastighet från tid till annan, beroende på förhållandena på vägen. I en sådan situation beräknas hastigheten genom att ta förhållandet mellan den totala sträckan som fordonet tillryggalagt och den totala tiden det tar för resan. Detta kallas medelhastighet.

Momentan hastighet skulle vara hastigheten vid ett givet ögonblick inom det tidsintervallet, mätt med en hastighetsmätare i realtid.

Hastighet

Hastighet definieras som det avstånd som ett rörligt föremål täcker i en viss riktning i tidsenhet eller hastighet i en viss riktning.

Hastighet = (tillryggalagd sträcka i en angiven riktning)/tid

Hastighet kan också definieras som hastigheten för förändring av förskjutningen.

Hastighet är en vektorkvantitet.

En kropp sägs röra sig med likformig hastighet om den täcker lika avstånd med lika tidsintervall i en specificerad riktning.

En kropp sägs röra sig med variabel hastighet om den upptäcker ojämna avstånd i lika långa tidsintervall och vice versa i en specificerad riktning eller om den ändrar rörelseriktningen.

Acceleration

Acceleration definieras som hastigheten hos en kropp i rörelse med tiden. Denna förändring kan vara en förändring av objektets hastighet eller dess rörelseriktning eller båda.

Acceleration = Hastighet för förändring av hastighet med tiden

SI-enhet för acceleration är m/s ²

Acceleration är en vektorkvantitet.

Det finns olika typer av acceleration:

• Positiv acceleration – Om ett objekts hastighet ökar, sägs objektet röra sig med positiv acceleration. Exempel, en boll som rullar nerför ett lutande plan.
• Negativ acceleration – Om ett objekts hastighet minskar, sägs objektet röra sig med negativ acceleration. Negativ acceleration är också känd som retardation eller retardation. Exempel: en boll som rör sig uppför ett lutande plan.