Liike

Translaatioliike

Translaatioliike on liikettä, jolla kappale siirtyy avaruuden yhdestä pisteestä toiseen.Esimerkki translaatioliikkeestä on aseesta ammutun luodin liike.

Kappale liikkuu suoraviivaisesti liikkuessaan suoraa viivaa pitkin. Milloin tahansa ajanhetkellä t kappale on suoran varrella seuraavassa kuvassa esitetyssä asennossa. Etäisyys x, sopivalla merkillä varustettuna, määrittelee kappaleen sijainnin.Kun kappaleen sijainti tiettynä ajankohtana tunnetaan, tiedetään hiukkasen liike, ja se ilmaistaan yleensä yhtälön muodossa, joka suhteuttaa etäisyyden x, aikaan t, esimerkiksilex = 6t – 4, tai kuvaajana.

Kahdessa tai kolmessa ulottuvuudessa tapahtuva liike on monimutkaisempaa. Kahdessa ulottuvuudessa meidän on määritettävä kaksi koordinaattia, jotta voimme määrittää minkä tahansa kohteen sijainnin. Seuraavassa kuvassa on yksinkertainen esimerkki ammuksen liikkeestä: pöydältä vierivä pallo. Määritellään vaakasuunta x-akseliksi ja pystysuunta y-akseliksi. Tarkastellaan palloa, joka aluksi vierii pois tasaiselta pöydältä alkunopeudella 10 m/s.

Pallon ollessa pöydällä havaitaan, että nopeuden x-komponentti (v0x) on aluksi 10 m/s (vakio), nopeuden y-komponentti 0 m/s, kiihtyvyyden x-komponentti 0 m/s2 ja kiihtyvyyden y-komponentti 0 m/s2. Kiihtyvyyden ja nopeuden komponentit ovat ne nopeuden tai kiihtyvyyden osat, jotka osoittavat x- tai y-suuntaan.Tarkkaillaan, mitä tapahtuu sillä hetkellä, kun pallo lähtee pöydältä.

Alkunopeus y-suunnassa on edelleen nolla ja alkunopeus x-suunnassa on edelleen 10 m/s. Pallo ei kuitenkaan ole enää kosketuksissa pöytään ja se putoaa vapaasti. Pallon gravitaatiokiihtyvyys on alaspäin. Tässä tapauksessa vaaka- ja pystysuuntaiset liikkeet on analysoitava toisistaan riippumatta. Vaakasuunnassa ei ole kiihtyvyyttä, joten nopeuden x-komponentti on vakio

Pystysuorassa suunnassa on kiihtyvyys, joka on yhtä suuri kuin painovoiman nopeus. Siksi nopeus pystysuunnassa muuttuu seuraavasti

Kiertoliike

Kiertoliike käsittelee vain jäykkiä kehiä. Jäykkä kappale on kappale, joka säilyttää yleisen muotonsa, eli jäykän kappaleen muodostavat hiukkaset pysyvät samassa asennossa toisiinsa nähden. Pyörä ja moottorin roottori ovat yleisiä esimerkkejä jäykistä kappaleista, jotka esiintyvät usein pyörimisliikettä koskevissa kysymyksissä.

Kiertoliike

Kiertoliike on yleinen pyörimisliikkeen tyyppi. Projektioliikkeen tavoin voimme analysoida kinematiikkaa ja oppia jotain sijainnin, nopeuden ja kiihtyvyyden välisistä suhteista. Newtonin ensimmäisen lain mukaan liikkeessä oleva kappale pysyy liikkeessä vakionopeudella, ellei siihen kohdistu ulkopuolista voimaa. Jos voima kohdistetaan kohtisuoraan liikesuuntaan nähden, vain nopeuden suunta muuttuu. Jos voima vaikuttaa jatkuvasti kohtisuoraan liikkuvaan kappaleeseen nähden, kappale liikkuu ympyränmuotoista rataa vakionopeudella. Tätä kutsutaan tasaiseksi ympyräliikkeeksi.

Jäykän kappaleen ympyräliike tapahtuu, kun kappaleen jokainen piste liikkuu ympyränmuotoista rataa pyörimisakseliksi kutsutun viivan ympäri, joka leikkaa massakeskipisteen, kuten seuraavassa kuvassa on esitetty.

Translaatioliike vs. kiertoliike

Kiertoliikkeen ja tavanomaisen translaatioliikkeen välillä on vahva analogia. Jokaisella fysikaalisella käsitteellä, jota käytetään pyörimisliikkeen analysoimiseen, on nimittäin myös translaatiokäsitteensä.

.

Kiihtyvyys

Translaatioliike		Rotaatioliike
Kulmasiirtymä		Kulmasiirtymä
Nopeus		Kulmanopeus
	Kulmakiihtyvyys
Massa	M	Toimettomuusmomentti
Voima	F = Ma	Momentti
Työ		Työ
Voima		Voima
Kineettinen energia		Kineettinen energia