Що таке рух? У фізиці під цим поняттям позначають дію, що приводить до зміни положення тіла в просторі за певний проміжок часу відносно деякої точки відліку. Розглянемо детальніше основні фізичні величини та закони, які описують рух тел.
Поняття про систему координат і матеріальної точки
Перш ніж переходити до розгляду питання, що таке рух, необхідно дати визначення деяким базовим поняттям.
Одним з таких понять є матеріальна точка. У фізиці часто розглядають випадки, коли неважливі форма і розміри тіла, оскільки вони є мізерно малі в порівнянні з відстанями, прохідними їм. Коли для вирішення поставленого завдання геометричні розміри розглянутого об’єкта неважливі, кажуть, що він є матеріальною точкою.
Ще одне важливе для опису руху поняття – це система координат, під якою вважають набір чисел і осей, що дозволяють однозначно визначити положення матеріальної точки в просторі.
Величини, що описують рух
Розділ фізики, що вивчає поведінку рухомих об’єктів, називається кінематикою. У кінематиці часто розглядаються руху саме матеріальної точки. Знаючи, що таке рух, слід перерахувати основні елементи, які безпосередньо з ним пов’язані:
- Траєкторія – уявна лінія в просторі, уздовж якого переміщається тіло. Вона може бути прямолінійною, параболічної, еліптичної і так далі.
- Шлях (S) – це відстань, що проходить матеріальна точка в процесі свого руху. Шлях в системі СІ вимірюється в метрах (м).
- Швидкість (v) – фізична величина, яка визначає, яку відстань проходить матеріальна точка за одиницю часу. Вимірюється в метрах за секунду (м/с).
- Прискорення (a) – величина, що описує зміну швидкості руху матеріальної точки. Вона в СІ виражається в м/c2.
- Час руху (t).
Закони руху. Їх математична формулювання
Розібравшись, що таке рух і які величини його визначають, можна записати вираз для шляху: S = v*t. Рух, що описується цим рівнянням, називається рівномірним прямолінійним. Якщо ж швидкість матеріальної точки змінюється, тоді слід записати формулу для шляху так: S = v0*t+a*t2/2, тут швидкість v0 називається початковою (в момент часу t=0). У будь-який інший момент часу t швидкість матеріальної точки визначається за формулою: v = v0 + a*t. Цей тип руху називається прямолінійним рівноприскореним (равнозамедленным).
Розглянуті формули є досить простими, оскільки застосовуються для прямолінійного руху. В природі ж часто зустрічаються переміщення об’єктів по криволінійних траєкторіях. В цих випадках важливо враховувати векторні властивості швидкості і прискорення. Наприклад, одним з простих рухів по криволінійній траєкторії є переміщення матеріальної точки по колу. В цьому випадку вводять поняття доцентрового прискорення, яке визначає зміна не модуля швидкості, а її напрямки. Це прискорення обчислюється за формулою: a = v2/R, де R – радіус кола.
Приклади руху
Розібравшись з питанням, що таке рух, корисно для наочності привести деякі приклади в побуті і природі.
Переміщення автомобіля по проїжджій частині, їзда на велосипеді, стрибки м’яча по газону, плавання корабля в море, політ літака в небі, спуск лижника по сніжному схилу гори, біг спринтера на спортивних змаганнях – все це приклади руху об’єктів в побуті.
Обертання планет навколо Сонця, падіння каменю на землю, коливання листя і гілок дерев під дією вітру, переміщення клітин, складових тканини живих організмів, нарешті, теплове хаотичне переміщення атомів і молекул – це приклади руху природних об’єктів.
Якщо підійти до питання з філософської точки зору, то слід сказати, що рух – це фундаментальна властивість буття, оскільки все, що існує навколо нас, знаходиться в постійному русі та зміні.
