Rörelse

Translationsrörelse

Translationsrörelse är den rörelse genom vilken en kropp förflyttar sig från en punkt i rummet till en annan.Ett exempel på translationsrörelse är rörelsen hos en kula som avfyras från en pistol.

Ett föremål har en rätlinjig rörelse när det rör sig längs en rak linje. Vid varje tidpunkt, t, intar föremålet en position längs linjen som visas i följande figur. Avståndet x, med lämpligt tecken, definierar objektets position.När objektets position vid en viss tidpunkt är känd, kommer partikelns rörelse att vara känd, och den uttrycks i allmänhet i form av en ekvation som relaterar avståndet x till tiden t, till exempellex = 6t – 4, eller i form av en graf.

Bewegning i två eller tre dimensioner är mer komplicerad. I två dimensioner måste vi ange två koordinater för att fastställa ett föremåls position. Följande figur visar ett enkelt exempel på projektilrörelse: en boll som rullar från ett bord. Låt oss definiera den horisontella riktningen som x-axeln och den vertikala riktningen som y-axeln. Vi betraktar en boll som till en början rullar på ett platt bord med en initial hastighet på 10 m/s.

Medans bollen ligger på bordet kan vi observera att den initiala x-komponenten av hastigheten (v0x) är 10 m/s (konstant), den initiala y-komponenten av hastigheten är 0 m/s, x-komponenten av accelerationen är 0 m/s2 och y-komponenten av accelerationen är 0 m/s2. Accelerations- och hastighetskomponenterna är de delar av hastigheten eller accelerationen som pekar i x- eller y-riktningen.Låt oss observera vad som händer i samma ögonblick som bollen lämnar bordet.

Den ursprungliga hastigheten i y-riktningen är fortfarande noll och den ursprungliga hastigheten i x-riktningen är fortfarande 10 m/s. Kulan är dock inte längre i kontakt med bordet och faller fritt. Bollens gravitationsacceleration är nedåt. I detta fall bör rörelserna i horisontell och vertikal riktning analyseras oberoende av varandra. Horisontellt finns det ingen acceleration i horisontell riktning, därför är x-komponenten av hastigheten konstant

I vertikal riktning finns det en acceleration som är lika med gravitationsaccelerationen. Därför ändras hastigheten i vertikal riktning enligt nedan

Rotationsrörelse

Rotationsrörelse handlar endast om styva kroppar. En stel kropp är ett föremål som behåller sin övergripande form, vilket innebär att de partiklar som utgör den stela kroppen förblir i samma position i förhållande till varandra. Ett hjul och en motorrotor är vanliga exempel på stela kroppar som ofta förekommer i frågor som rör rotationsrörelse.

Cirkelrörelse

Cirkelrörelse är en vanlig typ av rotationsrörelse. Liksom projektilrörelse kan vi analysera kinematiken och lära oss något om sambanden mellan position, hastighet och acceleration. Newtons första lag säger att ett föremål i rörelse förblir i rörelse med konstant hastighet om det inte påverkas av en yttre kraft. Om kraften appliceras vinkelrätt mot rörelseriktningen är det bara hastighetsriktningen som förändras. Om en kraft ständigt verkar vinkelrätt mot ett rörligt föremål kommer föremålet att röra sig i en cirkulär bana med konstant hastighet. Detta kallas enhetlig cirkelrörelse.

Cirkelrörelsen hos en stel kropp inträffar när varje punkt i kroppen rör sig i en cirkelformad bana runt en linje som kallas rotationsaxeln och som skär genom massans centrum, vilket visas i följande figur.

Translationsrörelse kontra rotationsrörelse

Det finns en stark analogi mellan rotationsrörelse och vanlig translationsrörelse. Faktum är att varje fysiskt begrepp som används för att analysera rotationsrörelse har sin translationella motsvarighet.

Translationsrörelse		Rotationsrörelse
Förflyttning		Vinkelförflyttning
Hastighet		Angularhastighet
Acceleration		Angularacceleration
Massa	M	Tröghetsmoment
Kraft	F = Ma	Moment
Arbete		Arbete
Kraft		Kraft
Kinetisk energi		Kinetisk energi