Beweging

Translationele beweging

Translationele beweging is de beweging waarmee een voorwerp van het ene punt in de ruimte naar het andere verschuift.Een voorbeeld van translationele beweging is de beweging van een kogel die uit een geweer wordt afgevuurd.

Een voorwerp heeft een rechtlijnige beweging wanneer het langs een rechte lijn beweegt. Op elk tijdstip, t, neemt het voorwerp een positie in langs de lijn zoals in de volgende figuur is aangegeven. De afstand x, met het juiste teken, bepaalt de positie van het voorwerp.Wanneer de positie van het voorwerp op een bepaald tijdstip bekend is, zal de beweging van het deeltje bekend zijn, en in het algemeen wordt deze uitgedrukt in de vorm van een vergelijking die afstand x, relateert aan tijd t, bijvoorbeeldlex = 6t – 4, of een grafiek.

Beweging in twee of drie dimensies is gecompliceerder. In twee dimensies moeten we twee coördinaten opgeven om de positie van een voorwerp te bepalen. De volgende figuur toont een eenvoudig voorbeeld van projectielbeweging: een bal die van een tafel rolt. Laten we de horizontale richting definiëren als de x-as en de verticale richting als de y-as. Beschouw een bal die aanvankelijk van een vlakke tafel rolt met een aanvankelijke snelheid van 10 m/s.

Terwijl de bal op de tafel ligt zien we dat de aanvankelijke x-component van de snelheid (v0x) 10 m/s (constant) is, de aanvankelijke y-component van de snelheid is 0 m/s, de x-component van de versnelling is 0 m/s2 en de y-component van de versnelling is 0 m/s2. De versnellings- en snelheidscomponenten zijn die delen van de snelheid of versnelling die in de x- of y-richting wijzen.Laten we eens kijken wat er gebeurt op het moment dat de bal de tafel verlaat.

De beginsnelheid in de y-richting is nog steeds nul en de beginsnelheid in de x-richting blijft 10 m/s. De bal heeft echter geen contact meer met de tafel en valt vrij. De gravitatieversnelling van de bal is omlaag. In dit geval moeten de bewegingen in horizontale en verticale richting onafhankelijk van elkaar worden geanalyseerd. In de horizontale richting is er geen versnelling, daarom is de x-component van de snelheid constant

In de verticale richting is er een versnelling gelijk aan de versnelling van de zwaartekracht. Daarom verandert de snelheid in verticale richting als volgt

Rotatiebeweging

Rotatiebeweging heeft alleen betrekking op starre lichamen. Een star lichaam is een voorwerp dat zijn algemene vorm behoudt, dat wil zeggen dat de deeltjes waaruit het starre lichaam is opgebouwd, ten opzichte van elkaar in dezelfde positie blijven. Een wiel en de rotor van een motor zijn gangbare voorbeelden van starre lichamen die vaak voorkomen in vragen over roterende beweging.

Cirkelvormige beweging

Cirkelvormige beweging is een veel voorkomende vorm van roterende beweging. Net als bij projectielbewegingen kunnen we de kinematica analyseren en iets leren over de relaties tussen positie, snelheid en versnelling. De eerste wet van Newton stelt dat een voorwerp in beweging met constante snelheid in beweging blijft tenzij er een kracht van buitenaf op wordt uitgeoefend. Als de kracht loodrecht op de bewegingsrichting wordt uitgeoefend, zal alleen de richting van de snelheid veranderen. Als een kracht voortdurend loodrecht op een bewegend voorwerp werkt, zal het voorwerp zich met constante snelheid in een cirkelvormige baan voortbewegen. Dit wordt eenparige cirkelvormige beweging genoemd.

De cirkelvormige beweging van een star lichaam doet zich voor wanneer elk punt in het lichaam in een cirkelvormige baan beweegt rond een lijn die de rotatie-as wordt genoemd en die door het massamiddelpunt snijdt, zoals in de volgende figuur is aangegeven.

Translationale beweging versus rotationele beweging

Er bestaat een sterke analogie tussen rotationele beweging en standaard translationele beweging. Inderdaad, elk fysisch concept gebruikt om de roterende beweging te analyseren heeft zijn translationele concomitant.

Translationale Beweging		Rotationele Beweging
Verplaatsing		Angulaire verplaatsing
Snelheid		Angulaire snelheid
Acceleratie		Angulaire acceleratie
Massa	M	Traagheidsmoment
Kracht	F = Ma	Torque
Work		Work
Kracht		Kracht
Kinetische energie		Kinetische energie