Pohyb

Translační pohyb

Translační pohyb je pohyb, při kterém se těleso přesouvá z jednoho bodu v prostoru do druhého.Příkladem translačního pohybu je pohyb střely vystřelené z pistole.

Objekt má přímočarý pohyb, když se pohybuje po přímce. V každém okamžiku t zaujímá objekt polohu podél přímky, jak je znázorněno na následujícím obrázku. Vzdálenost x s příslušným znaménkem určuje polohu objektu. když je známa poloha objektu v určitém čase, bude znám i pohyb částice, který se obecně vyjadřuje ve formě rovnice, která vztahuje vzdálenost x, k času t, napříkladx = 6t – 4, nebo grafu.

Pohyb ve dvou nebo třech rozměrech je složitější. Ve dvou rozměrech musíme zadat dvě souřadnice, abychom mohli určit polohu libovolného objektu. Následující obrázek ukazuje jednoduchý příklad pohybu projektilu: koule kutálející se ze stolu. Definujme vodorovný směr jako osu x a svislý směr jako osu y. Uvažujme kuličku, která se zpočátku kutálí z rovného stolu počáteční rychlostí 10 m/s.

Když je kulička na stole, pozorujeme, že počáteční složka rychlosti x (v0x) je 10 m/s (konstantní), počáteční složka rychlosti y je 0 m/s, složka zrychlení x je 0 m/s2 a složka zrychlení y je 0 m/s2. Složky zrychlení a rychlosti jsou ty části rychlosti nebo zrychlení, které směřují ve směru x nebo y. Pozorujme, co se stane v okamžiku, kdy kulička opustí stůl.

Počáteční rychlost ve směru y je stále nulová a počáteční rychlost ve směru x zůstává na hodnotě 10 m/s. Míček však již není v kontaktu se stolem a volně padá. Tíhové zrychlení míčku je dolů. V tomto případě je třeba analyzovat pohyby ve vodorovném a svislém směru nezávisle. Ve vodorovném směru není žádné zrychlení, proto je složka rychlosti x konstantní

Ve svislém směru je zrychlení rovno tíhovému zrychlení. Proto se rychlost ve svislém směru mění takto

Rotační pohyb

Rotační pohyb se týká pouze tuhých těles. Tuhé těleso je objekt, který si zachovává svůj celkový tvar, což znamená, že částice tvořící tuhé těleso zůstávají vůči sobě ve stejné poloze. Kolo a rotor motoru jsou běžnými příklady tuhých těles, které se běžně objevují v otázkách týkajících se rotačního pohybu.

Kruhový pohyb

Kruhový pohyb je běžným typem rotačního pohybu. Podobně jako u pohybu vrhacího můžeme analyzovat kinematiku a dozvědět se něco o vztazích mezi polohou, rychlostí a zrychlením. První Newtonův zákon říká, že pohybující se předmět zůstává v pohybu konstantní rychlostí, pokud na něj nepůsobí vnější síla. Působí-li síla kolmo na směr pohybu, změní se pouze směr rychlosti. Působí-li síla neustále kolmo na pohybující se objekt, bude se objekt pohybovat po kruhové dráze konstantní rychlostí. Tomu se říká rovnoměrný pohyb po kružnici.

Kruhový pohyb tuhého tělesa nastává, když se každý bod tělesa pohybuje po kruhové dráze kolem přímky zvané osa otáčení, která protíná střed hmotnosti, jak je znázorněno na následujícím obrázku.

Translační pohyb versus rotační pohyb

Existuje silná analogie mezi rotačním a standardním translačním pohybem. Každý fyzikální pojem používaný k analýze rotačního pohybu má totiž svůj translační souběžník.

.

.

Translační pohyb		Rotační pohyb
Posun		Úhlový posun
. Rychlost		Úhlová rychlost
Zrychlení		Angulární zrychlení
Hmotnost	M	Moment setrvačnosti
Síla	F = Ma	Moment
Práce		Práce
Power		Power
Kinetická energie		Kinetická energie

.