Què és el moviment? En física, aquest concepte significa una acció que comporta un canvi en la posició d'un cos a l'espai durant un període de temps determinat respecte a un punt de referència determinat. Considerem amb més detall les magnituds físiques bàsiques i les lleis que descriuen el moviment dels cossos.
El concepte de sistema de coordenades i punt material
Abans de procedir a l'anàlisi de la qüestió de què és el moviment, cal definir alguns conceptes bàsics.
Un d'aquests conceptes és un punt material. En física, sovint es consideren casos en què la forma i les dimensions del cos no tenen importància, ja que són insignificants en comparació amb les distàncies recorregudes per aquest. Quan les dimensions geomètriques de l'objecte considerat no són importants per resoldre el problema, diuen que és un punt material.
Un altre concepte important per descriure el moviment és el sistema de coordenades, sota el qual se suposa que un conjunt de nombres i eixos determinen sense ambigüitats la posició d'un punt material a l'espai.
Quantitats que descriuen el moviment
La branca de la física que estudia el comportament dels objectes en moviment s'anomena cinemàtica. En cinemàtica, sovint es consideren els moviments d'un punt material. Sabent què és el moviment, cal enumerar els principals elements que hi estan directament relacionats:
- Trajectòria: una línia imaginària a l'espai al llarg de la qual es mou el cos. Pot ser recta, parabòlica, el·líptica, etc.
- Camí (S): és la distància que recorre un punt material en el procés del seu moviment. El camí SI es mesura en metres (m).
- Velocitat (v): una magnitud física que determina la distància que recorre un punt material per unitat de temps. Mesurada en metres per segon (m/s).
- Acceleració (a): un valor que descriu el canvi en la velocitat de moviment d'un punt material. S'expressa en SI en m/c2.
- Temps de moviment (t).
Lleis del moviment. La seva formulació matemàtica
Un cop descobert què és el moviment i quines quantitats el determinen, podem escriure una expressió per al camí: S=vt. El moviment descrit per aquesta equació s'anomena rectilini uniforme. Si la velocitat del punt material canvia, la fórmula del camí s'ha d'escriure de la següent manera: S=v0t+at2 /2, aquí la velocitat v0 s'anomena inicial (en el moment t=0). En qualsevol altre moment t, la velocitat d'un punt material ve determinada per la fórmula: v=v0 + at. Aquest tipus de moviment s'anomena rectilini accelerat uniformement.(igualment lent).
Les fórmules considerades són força senzilles, ja que s'utilitzen per al moviment rectilini. A la natura, els objectes sovint es mouen per camins curvilinis. En aquests casos, és important tenir en compte les propietats vectorials de velocitat i acceleració. Per exemple, un dels moviments simples al llarg d'un camí corb és el moviment d'un punt material al llarg d'un cercle. En aquest cas, s'introdueix el concepte d'acceleració centrípeta, que determina el canvi no en el mòdul de velocitat, sinó en la seva direcció. Aquesta acceleració es calcula amb la fórmula: a=v2/R, on R és el radi del cercle.
Exemples de moviment
Un cop tractat la qüestió de què és el moviment, és útil per a la claredat donar alguns exemples de la vida quotidiana i de la natura.
Moure un cotxe per una calçada, anar en bicicleta, s altar una pilota sobre una gespa, flotar un vaixell al mar, volar un avió al cel, un esquiador que baixa per una muntanya nevada, un velocista corrent en un esport La competència són tots exemples del moviment d'objectes a la vida quotidiana.
La rotació dels planetes al voltant del Sol, la caiguda d'una pedra a terra, l'oscil·lació de les fulles i branques dels arbres sota la influència del vent, el moviment de les cèl·lules que formen els teixits de la vida. organismes i, finalment, el moviment caòtic tèrmic dels àtoms i les molècules són exemples del moviment dels objectes naturals.
Si abordes la qüestió des d'un punt de vista filosòfic, aleshores cal dir que el moviment és una propietat fonamental de l'ésser, ja que tot allò que hi ha al nostre voltant,està en constant moviment i canvi.
