Co je pohyb? Ve fyzice tento pojem znamená akci, která vede ke změně polohy tělesa v prostoru za určitý časový úsek vzhledem k určitému referenčnímu bodu. Podívejme se podrobněji na základní fyzikální veličiny a zákony, které popisují pohyb těles.
Koncept souřadnicového systému a hmotného bodu
Než přistoupíme k analýze otázky, co je pohyb, je nutné definovat některé základní pojmy.
Jedním z těchto konceptů je hmotný bod. Ve fyzice se často zvažují případy, kdy tvar a rozměry těla nejsou důležité, protože jsou zanedbatelné ve srovnání se vzdálenostmi, které urazí. Když geometrické rozměry uvažovaného objektu nejsou pro řešení problému důležité, říkají, že se jedná o hmotný bod.
Dalším důležitým konceptem pro popis pohybu je souřadnicový systém, pod kterým má množina čísel a os jednoznačně určovat polohu hmotného bodu v prostoru.
Množství popisující pohyb
Odvětví fyziky, které studuje chování pohybujících se objektů, se nazývá kinematika. V kinematice se často uvažuje o pohybech hmotného bodu. Když víte, co je pohyb, měli byste uvést hlavní prvky, které s ním přímo souvisejí:
- Trajektorie – pomyslná čára v prostoru, po které se těleso pohybuje. Může být přímá, parabolická, eliptická a tak dále.
- Cesta (S) - to je vzdálenost, kterou urazí hmotný bod v procesu svého pohybu. Dráha SI se měří v metrech (m).
- Speed (v) – fyzikální veličina, která určuje, jak daleko urazí hmotný bod za jednotku času. Měřeno v metrech za sekundu (m/s).
- Zrychlení (a) - hodnota, která popisuje změnu rychlosti pohybu hmotného bodu. Vyjadřuje se v SI v m/c2.
- Doba pohybu (t).
Zákony pohybu. Jejich matematická formulace
Když jsme zjistili, co je pohyb a jaké veličiny jej určují, můžeme napsat výraz pro cestu: S=vt. Pohyb popsaný touto rovnicí se nazývá rovnoměrný přímočarý. Pokud se změní rychlost hmotného bodu, měl by být vzorec pro cestu zapsán následovně: S=v0t+at2 /2, zde se rychlost v0 nazývá počáteční (v čase t=0). V jakémkoli jiném čase t je rychlost hmotného bodu určena vzorcem: v=v0 + at. Tento typ pohybu se nazývá přímočarý rovnoměrně zrychlený.(rovnoměrně pomalé).
Uvažované vzorce jsou poměrně jednoduché, protože se používají pro přímočarý pohyb. V přírodě se předměty často pohybují po křivočarých drahách. V těchto případech je důležité vzít v úvahu vektorové vlastnosti rychlosti a zrychlení. Například jedním z jednoduchých pohybů po zakřivené dráze je pohyb hmotného bodu po kružnici. V tomto případě se zavádí pojem dostředivé zrychlení, které určuje změnu nikoli modulu rychlosti, ale jeho směru. Toto zrychlení se vypočítá podle vzorce: a=v2/R, kde R je poloměr kružnice.
Příklady pohybu
Po vypořádání se s otázkou, co je pohyb, je užitečné pro srozumitelnost uvést některé příklady z každodenního života a přírody.
Přejíždění autem po vozovce, jízda na kole, skákání s míčem na trávníku, plavba lodí v moři, létání letadlem na obloze, lyžař sjíždějící ze zasněžené hory, sprinter běžící sportem soutěže jsou příklady pohybu předmětů v každodenním životě.
Otáčení planet kolem Slunce, pád kamene na zem, kmitání listů a větví stromů pod vlivem větru, pohyb buněk, které tvoří tkáně života organismy a konečně tepelný chaotický pohyb atomů a molekul jsou příklady pohybu přírodních objektů.
Pokud k problému přistoupíte z filozofického hlediska, pak je třeba říci, že pohyb je základní vlastností bytí, protože vše, co existuje kolem nás,je v neustálém pohybu a změně.
