Kretanje

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretragu
Pogled iz voza u pokretu.

Kretanje ili gibanje je promena polo?aja tela u odnosu na drugo telo. Gibanje je uvek relativno (od rije?i relacija - odnos). Kad ka?emo da se tijelo giba, valja re?i u odnosu na ?to. Na primer, ono miruje u odnosu na vozilo, ali giba se u odnosu na Zemlju. ?ak i ako se ne giba u odnosu na Zemlju, giba se u odnosu na Sunce, itd.

Kretanje tela se uvek posmatra u odnos na neki referentni okvir . Ako se polo?aj objekta ne menja u odnosu na datu referentnu ta?ku, za objekat se ka?e da je u mirovanju , nepomi?an , nepokretan , ili da ima konstantnu poziciju u odnosu na svoje okru?enje. Ako nema apsolutnog referentnog okvira, apsolutno kretanje se ne mo?e odrediti. [1] Stoga se za sve u svemiru mo?e smatrati da se kre?e. [2] :20?21 To je glavna osobina materije - sva tvar se nalazi u stalnom gibanju.

Kretanje se matemati?ki opisuje pomo?u pomeraja , rastojanja , brzine i ubrzanja . Momenat ili impuls je koli?ina koja se koristi za merenje kretanja objekta. Impuls je direktno povezan sa masom i brzinom predmeta, a ukupni impuls svih objekata u izolovanom sistemu ne menja se vremenom, kao ?to je opisano zakonom o o?uvanju impulsa . Kretanje objekta ne mo?e promeniti se, osim ako na njega deluje sila .

Dvije su osnovne vrste gibanja pravocrtno gibanje (mijenjanje polo?aja bez promjene orijentacije) i rotacija ( vrtnja tijela). Promjena polo?aja to?ke tijela u vremenu jest brzina , a promjena kuta zakreta u vremenu kod vrtnje tijela oko osi jest kutna brzina . Preno?enje zvu?nih valova također predstavlja gibanje s prijenosom energije i impulsa , a toplinskim gibanjem prenosi se toplinska energija . [3]

Grana mehanike koja prou?ava gibanje tijela naziva se kinematika . Gibanjem ?estica ( molekula , atoma , subatomskih ?estica ) bavi se fizika u ?irem smislu.

Opis

[ uredi | uredi kod ]
Crte? pokazuje kru?no gibanje ili vrtnju satelita oko Zemlje , prikazuju?i vektore orbitalne ili obodne brzine satelita v i centripetalno ubrzanje a .

Gibanje to?ke mo?e se odrediti kao mijenjanje njezina polo?aja tijekom vremena. Ono je u cjelosti opisano ako u svakom trenutku znamo odrediti polo?aj to?ke. Matemati?ki se polo?aj to?ke opisuje pomo?u njezinih koordinata , na primjer x ( t ), y ( t ) i z ( t ) u Kartezijevom koordinatnom sustavu . Te tri skalarne funkcije vremena mo?emo udru?iti u vektor , to jest koordinate to?ke mo?emo smatrati skalarnim komponentama vektora polo?aja, te to?ke ( radijvektora ) .

Vektor polo?aja je usmjerena du?ina kojoj je po?etak u ishodi?tu sustava a kraj (strelica) "prati" to?ku dok se giba. Koordinate i vektor polo?aja ?esto se pi?u bez eksplicitne oznake ovisnosti o vremenu, jer se ona kod gibanja i tako podrazumijeva.

I polo?aj i gibanje su relativne veli?ine, ?to zna?i da ovise o koordinatnom sustavu iz kojega se promatraju. Taj se sustav naziva referentnim sustavom .

Krivulja po kojoj se to?ka giba naziva se putanjom ili trajektorijom, a koordinate to?ke kao funkcije vremena su parametarske jednad?be te krivulje. Duljina putanje koju to?ka prijeđe od nekog po?etnog trenutka (ili po?etnog polo?aja) do trenutka t naziva se pređeni put i obi?no ozna?ava kao s ( t ). Osim pređenog puta, iz vektora polo?aja to?ke (tj. iz njezinih koordinata) mogu se odrediti i njezina brzina i ubrzanje .

Kod opisa gibanja ?esto se koristi i pojam pomaka : to je vektorska veli?ina koja opisuje ukupnu promjenu polo?aja u nekom vremenskom intervalu. Vektor pomaka je usmjerena du?ina koja "ide" iz polo?aja 1 (gdje se to?ka nalazila na po?etku intervala) do polo?aja 2 (kamo je to?ka stigla na kraju intervala). Obi?no se ozna?ava kao jer ta oznaka eksplicitno pokazuje da se pomak dobija oduzimanjem pripadnih vektora polo?aja: .

Vrste

[ uredi | uredi kod ]

Neki od poznatih vidova kretanja su:

Kretanje hica izba?enog brzinom 10 m/s pod razli?itim kutevima.

Zakoni kretanja

[ uredi | uredi kod ]

U fizici, kretanje se opisuje putem dva seta naizgled kontradiktornih zakona mehanike. Kretanje svih velikih i poznatih objekata u svemiru (kao ?to su projektili , planete , ?elije , i ljudi ) se opisuje klasi?nom mehanikom . S druge stranje kretanje veoma malih atomskih i subatomskih objektata se opisuje putem kvantne mehanike .

Prvi zakon : U jednom inercijalnom referentnom okviru , objekat bilo ostaje u mirovanju ili nastavlja da se kre?e konstantnom brzinom , osim ukoliko na njega deluje neto sila .
Drugi zakon : U jednom inercijalnom referentnom okviru, vektorska suma sila F koje deluju na jedan objekat je jednaka masi m tog objekta pomno?enoj sa ubrzanjem a objekta: F = m a .
Tre?i zakon : Kad jedno telo deluje silom na drugo telo, drugo telo simultano deluje silom jednake veli?ine i suprotnog smera na prvo telo.

Relativnost kretanja

[ uredi | uredi kod ]
Padobranci u slobodnom padu

S obzirom da kretanje nekog tela ne mo?emo opaziti nezavisno od promene njegovog polo?aja u odnosu na druga tela (na primer kretanje voza kada se nalazimo u kupeu ili vagonu voza sa spu?tenim zavesama), svako kretanje u prirodi je relativno, a ne apsolutno. Telo u odnosu na koje određujemo promenu polo?aja drugih tela naziva se referentno telo. Ako jo? za referentno telo ve?emo i odgovaraju?i sistem koordinata koje slu?e za određivanje polo?aja drugih tela, onda se takav sistem naziva i referentni sistem . U skladu sa principom relativnosti, svi sistemi referencije su ravnopravni ili ekvivalentni.

Po?to postoji osnovna podela referentnih sistema na inercijalne i neinercijalne, tako se i određenje relativnosti kretanja dodatno razvrstava na tri razli?ita principa relativnosti, a to su:

Galilejeva relativnost

[ uredi | uredi kod ]

Galilejeva relativnost va?i samo za inercijalne sisteme referencije , odnosno sisteme koji se jedan u odnosu na drugi kre?u ravnomerno pravolinijski. Po?to samo u ovakvim, inercijalnim, sistemima va?i i Galilej - Njutnov princip inercije , inercijalni sistemi se mogu definisati i kao sistemi u kojima va?e zakoni klasi?ne mehanike .

Ajn?tajnova specijalna relativnost

[ uredi | uredi kod ]

Ajn?tajnova specijalna relativnost predstavlja pro?irenje Galilejeve relativnosti sa mehani?kih na elektromagnetne pojave. Ajn?tajn je prvi shvatio da ne postoje posebni razlozi zbog kojih u svim sistemima u kojima va?e zakoni Njutnove mehanike ( inercijalni referentni sistemi ) ne bi va?ili i Maksvelovi klasi?ni zakoni elektromagnetizma. Ovo tvrđenje, zajedno sa njegovim drugim postulatom o konstantnosti brzine svetlosti, ?ini osnovu njegove Specijalne teorije relativnosti .

Ajn?tajnova op?ta relativnost

[ uredi | uredi kod ]

Ajn?tajnova op?ta relativnost predstavlja dodatno uop?tenje principa relativnosti sa inercijalnih i na neinercijalne sisteme referencije. Neinercijalni sistemi su sistemi koji se nalaze u stanju neravnomernog kretanja, odnosno menjaju svoju brzinu bilo po intenzitetu (ubrzavaju ili usporavaju), bilo po pravcu i smeru (krivolinijsko ili kru?no kretanje). Za razliku od inercijalnih sistema, u njima ne va?e Njutnovi zakoni kretanja, jer na tela tada deluju sile koje nemaju izvori?te u drugim telima, koje se zbog toga i nazivaju fiktivnim ili inercijalnim silama (na primer sile ?ije delovanje ose?amo u autobusu koji polazi sa stanice ili se zaustavlja). Ajn?tajn je, međutim, u svojoj Op?toj teoriji relativnosti izjedna?io ove inercijalne sile sa gravitacionim (Ajn?tajnov princip ekvivalentnosti ), tako da neinercijalne sisteme mo?emo definisati i kao sisteme u kojima se opa?a delovanje inercijalnih ili gravitacionih sila. Samim time on je okvirima svoje op?te teorije relativnosti uspeo da obuhvati i gravitacione pojave, ?to je i bio jedan od njegovih osnovnih motiva za napu?tanje, odnosno, pro?irenje njegovog principa specijalne relativnosti. Isti metod, kojim je, kao ?to se obi?no ka?e, ?geometrizovao“ gravitacionu silu Ajn?tajnu nije po?lo za rukom da primeni sa uspehom i na elektromagnetnu silu i tako stvori jedinstvenu ili totalnu teoriju fizi?kog polja, zbog ?ega se ova teorija jo? uvek smatra isklju?ivo Ajn?tajnovom teorijom gravitacije. Dakle, Ajn?tajnova op?ta teorija relativnosti je teorija koja, osim u inercijalnim, va?i i u neinercijalnim ili ubrzanim sistemima referencije, kao i u onim koji miruju u gravitacionom polju, i prakti?no u bilo kojim referentim sistemima koji se mogu zamisliti, zbog ?ega i nosi pridev op?ta.

U filozofiji

[ uredi | uredi kod ]
Zenon je dokazivao da je strela nepokretna, jer u svakom trenutku zauzima određen polo?aj.

Gibanje je jedna od glavnih tema kojom su se bavili filozofi od antike. Heraklit je tvrdio da je sve u ve?nom kretanju, i da je postojanje ve?ita promena. Nasuprot njemu, Elejci ( Parmenid i Zenon ) su dokazivali da kretanje ne postoji (vidi Zenonovi paradoksi ). Oni pori?u stvarnost mno?tvenosti i kretanja, te tvrde da postoji jedno na?elo ? bi?e ? koje se shvata kao materijalno i nepokretno. Oni, dakako, ne pori?u da mi ?ulima opa?amo i kretanje i mno?tvo, ali smatraju da je na?e ?ulno iskustvo privid: to je samo pojava . Mi?ljenje pokazuje da ne mo?e biti nikakvog mno?tva, nikakvog kretanja, nikakve promene.

Aristotel je smatrao da se pokretni predmeti (na Zemlji) kre?u samo dok postoji snaga koja ih navodi da to ?ine. On je objasnio nastavak kretanja projektila , koji su odvojeni od svog projektora, delovanjem okolnog medija, koji nastavlja da pokre?e projektil na neki na?in. [4] Aristotel je zaklju?io da bi takvo nasilno kretanje u praznini bilo nemogu?e. [5] Aristotelov koncept kretanja je bio op?te prihva?en u filozofiji (uprkos osporavanju nekih filozofa) tokom naredna dva milenijuma .

Lukrecije , slede?i verovatno Epikura , je izjavio da je ?podrazumevano stanje” materije kretanje, a ne mirovanje. [6]

U 6. veku, Jan Filopon je kritikovao nedoslednost između Aristotelove rasprave o projektilima, gde medijum odr?ava projektile i njegove rasprave o praznini, gde bi medijum ometao kretanje tela. Filopon je predlo?io da se kretanje ne odr?ava delovanjem okolnog medija, ve? nekim svojstvom koje se prenosi na objekt kada se pokrene. Iako to nije bio savremeni koncept inercije, jer je jo? uvek trebala mo? da telo odr?i u pokretu, pokazalo se kao fundamentalni korak u tom pravcu. [7] [8] [9] Ovome su se sna?no protivili Ibn Ru?d i mnogi skolasti?ki filozofi koji su podr?avali Aristotela.

Vidi jo?

[ uredi | uredi kod ]

Reference

[ uredi | uredi kod ]
  1. Wahlin, Lars (1997). ?9.1 Relative and absolute motion” . The Deadbeat Universe . Boulder, CO: Coultron Research. str. 121-129. ISBN   978-0-933407-03-9 . Arhivirano iz originala na datum 2016-03-04 . Pristupljeno 25. 1. 2013 .  
  2. Tyson, Neil de Grasse; Charles Tsun-Chu Liu; Irion, Robert (2000). The universe : at home in the cosmos . Washington, DC: National Academy Press . ISBN   978-0-309-06488-0 .  
  3. gibanje , [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krle?a, www.enciklopedija.hr, 2015.
  4. Aristotle, Physics , 8.10, 267a1?21; Aristotle, Physics , trans. by R. P. Hardie and R. K. Gaye Arhivirano 29 January 2007 [nepoklapanje datuma] na Wayback Machine-u
  5. Aristotle, Physics , 4.8, 214b29?215a24.
  6. Lucretius, On the Nature of Things (London: Penguin, 1988), pp. 60?65
  7. Sorabji, Richard (1988). Matter, space and motion : theories in antiquity and their sequel (1st izd.). Ithaca, N.Y.: Cornell University Press. str.  227 ?228. ISBN   978-0801421945 .  
  8. ?John Philoponus” . Stanford Encyclopedia of Philosophy . 8. 6. 2007 . Pristupljeno 26. 7. 2012 .  
  9. Darling, David (2006). Gravity's arc: the story of gravity, from Aristotle to Einstein and beyond . John Wiley and Sons. str. 17, 50. ISBN   978-0-471-71989-2 .  

Literatura

[ uredi | uredi kod ]