Bewegung ist eine Änderung der Position eines Objekts in Bezug auf andere Objekte. Der Referenzkörper ist das Objekt, mit dem die Bewegung verglichen wird. Es gibt kein Objekt in der Natur, das sich in völliger Ruhe befindet. Der Pfad (oder die Flugbahn) ist die Linie, die der Körper während der Bewegung beschreibt. Pfade können gerade oder gekrümmt sein, daher ist die Bewegung entsprechend der Form des Pfades entweder linear oder nichtlinear. Die lineare Bewegung ist die grundlegendste Bewegung und ist weiter in eine gleichförmige und eine ungleichmäßige Bewegung unterteilt.
Die einfachste Form der mechanischen Bewegung ist die gleichmäßige lineare Bewegung. Der Name selbst besagt, dass es sich um eine gleichförmige Bewegung eines Materialpunkts in einer geraden Linie handelt, d. H. Mit konstanter Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit der linearen geraden Bewegung wird als Änderung der Position des Körpers innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls definiert. Das grundlegende Merkmal einer gleichförmigen linearen Bewegung besteht darin, dass die Verschiebung gleich der durchfahrenen Flugbahn (Entfernung) ist. Wenn der Körper in gleichen Zeitintervallen gleiche Abstände passiert, sagen wir, dass er sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Das Verhältnis von Abstand und Zeit zu einer linearen gleichförmigen Bewegung ist immer konstant. Konstante Geschwindigkeit bedeutet, dass der Körper gleiche Bewegungen für gleiche Zeitintervalle durchläuft, immer in derselben Richtung in einer geraden Linie. Dies bedeutet, dass die in der ersten Sekunde zurückgelegte Strecke identisch ist mit der in einer anderen Sekunde der Bewegung zurückgelegten Entfernung. Mit anderen Worten ist die Beschleunigung gleich Null. Bei einer (kreisförmigen) Bewegung bewegen sich alle Teile des Objekts um die in parallelen Ebenen liegenden Kreise, deren Mittelpunkt auf der Rotationsachse liegt. Gleichungen, die die Drehbewegung des Körpers beschreiben, können aus der Gleichung der Translationsbewegung abgeleitet werden, indem anstelle des Pfads s - Drehwinkel φ (rad), der Geschwindigkeit c - der Winkelgeschwindigkeit ω (rad / s) und der Beschleunigung a - der Winkelbeschleunigung gesetzt wird α (rad / s2). In diesem Fall gilt für gleichmäßige Rotation (ω = const):
Beschleunigte Bewegung ist Teil der Kinematik, bei der Änderungen der Geschwindigkeit während der Bewegung untersucht werden. Die momentane Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit des Materialpunkts zu einem bestimmten Zeitpunkt oder zu einem bestimmten Punkt der Flugbahn. Sie ist gleich der mittleren Geschwindigkeit für ein sehr kurzes Zeitintervall Δt. Die Beschleunigung ist definiert als das Verhältnis der Geschwindigkeitsänderung und des Zeitintervalls. Wenn der Körper an seinem Platz steht oder sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, hat er keine Beschleunigung. Daraus folgt, dass die Beschleunigung auf folgende Weise als Gleichung dargestellt werden kann. Die mittlere Geschwindigkeit ist das Verhältnis der Gesamtverschiebung des Körpers und der Größe dieses Zeitintervalls. Die mittlere Geschwindigkeit sollte keinesfalls als arithmetisches Mittel der Geschwindigkeiten der einzelnen Teile der Bewegung berechnet werden. Mit Einführung der mittleren Geschwindigkeit werden ungleichförmige Bewegungen mit gleichförmigen linearen Bewegungen identifiziert.
Je nach Beschleunigungsvorzeichen kann eine gleichmäßig variable Bewegung: positiv beschleunigt (a> 0) und negativ beschleunigt werden (a <0), and in relation to the initial conditions it can be: motion without initial velocity (v0 = 0) und Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit (v0 > 0).
Gleichmäßig variable Bewegung ist eine konstante Beschleunigungsbewegung. Dies bedeutet, dass jede Änderung der Geschwindigkeit geteilt durch das Zeitintervall den gleichen Beschleunigungswert ergibt. Konstante Beschleunigung bedeutet eine gleiche Geschwindigkeitsänderung in gleichen Intervallen. Die Grundgleichung für die Geschwindigkeit bei gleich beschleunigter Bewegung wird durch den Ausdruck gegeben: Bei variabler Geschwindigkeitsdrehung (positiv beschleunigt α> 0 und negativ beschleunigt α <0):
1. Definition der gleichförmigen und ungleichmäßigen Bewegung
Wenn sich ein Objekt in einer geraden Linie bewegt und in gleichen Intervallen gleiche Bewegungen durchläuft, führt es eine gleichmäßige lineare Bewegung aus. Da die Bewegungsgeschwindigkeit durch die Entfernung in einer Zeiteinheit bestimmt wird, ist die gleichförmige lineare Bewegung eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit (a = 0). Im Falle einer gleichmäßigen Bewegung sind die Verschiebungen für jede Sekunde (oder andere gleiche Intervalle) nicht identisch.
2. Parameter der gleichmäßigen und ungleichmäßigen Bewegung
Bei gleichförmiger Bewegung v = const .; a = 0; bei ungleichmäßiger Bewegung v ≠ const; a ≠ 0.
3. Rotationsbewegung von gleichförmiger und ungleichmäßiger Bewegung
Bei gleichförmiger Drehbewegung gilt ω = const und ω, const bei ungleichmäßiger Bewegung.
Gleichmäßige Bewegung | Ungleichmäßige Bewegung |
Gleichmäßige (konstante) Bewegungsgeschwindigkeit | Unterschiedliche Geschwindigkeit |
Die Beschleunigung ist Null | Die Beschleunigung kann entweder positiv oder negativ sein (nicht Null) |
Die in jedem Intervall zurückgelegten Entfernungen sind gleich | In jedem Intervall zurückgelegte Entfernungen sind nicht identisch |
Der Graph ist eine gerade Linie (Entfernung - Zeit) | Der Graph ist gekrümmt |
Eine gleichförmige Bewegung ist eine solche Bewegung, bei der der Körper die gleichen Pfade für die gleichen Zeitintervalle kreuzt. Da die Geschwindigkeit der Bewegung durch die Wegstrecken in einer Zeiteinheit gegeben ist, ist die gleichförmige lineare Bewegung eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit. In diesem Fall sind die tatsächliche Geschwindigkeit und die Durchschnittsgeschwindigkeit des sich bewegenden Körpers gleich
Eine ungleichmäßige Bewegung ist eine solche Bewegung, bei der der Körper verschiedene Pfade für die gleichen Zeitintervalle kreuzt. Bewegung entlang einer geraden Linie, in der die Beschleunigung konstant ist, wird als gleichmäßig beschleunigte lineare Bewegung bezeichnet. Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist nicht gleich der Durchschnittsgeschwindigkeit des Objekts. Beispiele dafür sind der freie Fall, ein Auto mit abgestelltem Motor, eine Kugel auf steilem Niveau und so weiter.
Bei gleichmäßigen Kreisbewegungen dreht sich der Körper mit konstanter Geschwindigkeit um eine feste Achse oder einen Mittelpunkt. Der radiale Abstand ist konstant. Eine ungleichmäßige Kreisbewegung zeichnet sich durch eine variable Winkelgeschwindigkeit aus - und es gibt eine gewisse radiale Beschleunigung.