Εισαγωγή στην κίνηση

Η κίνη­ση, από την απλή κίνη­ση ενός σώμα­τος στον χώρο μέχρι την περί­πλο­κη κίνη­ση των αστρο­νο­μι­κών αντι­κει­μέ­νων, απο­τε­λεί μία βασι­κή έννοια της Φυσι­κής. Πρό­κει­ται για ένα θέμα που έχει απα­σχο­λή­σει τους επι­στή­μο­νες εδώ και αιώ­νες και συνε­χί­ζει να εμπνέ­ει νέες ανα­κα­λύ­ψεις και ανα­πτύ­ξεις στον τομέα της φυσι­κής. Η μελέ­τη της κίνη­σης μας επι­τρέ­πει να κατα­νο­ή­σου­με καλύ­τε­ρα τη λει­τουρ­γία του φυσι­κού κόσμου γύρω μας και να ανα­πτύ­ξου­με νέες τεχνο­λο­γί­ες και εφαρ­μο­γές που βελ­τιώ­νουν την καθη­με­ρι­νή μας ζωή.

Σχο­λι­κό Βιβλίο

1.1 Ευθύ­γραμ­μη κίνη­ση

Κίνη­ση

Η κίνη­ση στη φυσι­κή, ανα­φέ­ρε­ται στη μετα­βο­λή της θέσης ενός αντι­κει­μέ­νου στο χώρο σε σχέ­ση με τον χρό­νο. Αυτή η έννοια είναι ζωτι­κής σημα­σί­ας στην κατα­νό­η­ση του πώς λει­τουρ­γεί ο φυσι­κός κόσμος. Η κίνη­ση μπο­ρεί να περι­γρα­φεί με βάση φυσι­κά μεγέ­θη που είναι εύκο­λο να μετρη­θούν.

Ένα τέτοιο φυσι­κό μέγε­θος η από­στα­ση, που ανα­φέ­ρε­ται στο μήκος της δια­δρο­μής που δια­νύ­ει ένα αντι­κεί­με­νο όπως επί­σης και η μετα­τό­πι­ση που υπο­δει­κνύ­ει πόσο έχει αλλά­ξει η θέση του. Ο χρό­νος ανα­φέ­ρε­ται στη διάρ­κεια που απαι­τεί­ται για να συμ­βεί μια μετα­βο­λή της θέσης ή να καλυ­φθεί μια δια­δρο­μή. Σε αυτό το κεφά­λαιο θα μιλή­σου­με επί­σης για την ταχύ­τη­τα και την επι­τά­χυν­ση.

Με βάση τις παρα­μέ­τρους που προ­α­να­φέρ­θη­καν μπο­ρού­με να περι­γρά­ψου­με αλλά και να προ­βλέ­ψου­με την κίνη­ση ενός συστή­μα­τος ή ενός συστή­μα­τος σωμά­των. Μάλι­στα, για συγκε­κρι­μέ­να είδη κίνη­σης, είναι σχε­τι­κά απλό να κατα­στρώ­σου­με και να χει­ρι­στού­με κατάλ­λη­λες εξι­σώ­σεις που τις περι­γρά­φουν: τις εξι­σώ­σεις κίνη­σης.

Είναι πολύ σημα­ντι­κό να επι­ση­μαν­θεί πως η ερμη­νεία του όρου “κίνη­ση” είναι σχε­τι­κή και εξαρ­τά­ται από το περι­γρα­φι­κό σύστη­μα που χρη­σι­μο­ποιού­με. Έτσι, η αντί­λη­ψή μας για την κίνη­ση μπο­ρεί να δια­φέ­ρει ανά­λο­γα με το μαθη­μα­τι­κό ή το φυσι­κό πλαί­σιο που χρη­σι­μο­ποιού­με για να την περι­γρά­ψου­με.

Αν, για παρά­δειγ­μα, βρι­σκό­μα­στε σε ένα αυτο­κί­νη­το που τρέ­χει στο δρό­μο “βλέ­που­με” δίπλα μας τον οδη­γό ακί­νη­το. Την ίδια στιγ­μή, μία γυναί­κα που βρί­σκε­ται στο πεζο­δρό­μιο και παρα­τη­ρεί το αυτο­κί­νη­το “βλέ­πει” τον οδη­γό να κινεί­ται με αυτό. Στη μαθη­μα­τι­κή γλώσ­σα της φυσι­κής λέμε ότι στο δικό μας σύστη­μα ανα­φο­ράς ο οδη­γός είναι ακί­νη­τος ενώ στο σύστη­μα ανα­φο­ράς της γυναί­κας ο οδη­γός κινεί­ται.

Με την έννοια “τρο­χιά” περι­γρά­φου­με το σύνο­λο των δια­δο­χι­κών θέσε­ων από τις οποί­ες διέρ­χε­ται ένα κινού­με­νο σώμα. Ας δού­με ένα παρά­δειγ­μα.

Ανα­φε­ρό­μα­στε με τη λέξη τρο­χιά στην ελλει­πτι­κή ή κυκλι­κή δια­δρο­μή που ακο­λου­θεί ένα ουρά­νιο σώμα γύρω από έναν άλλο, υπό την επί­δρα­ση της δύνα­μης της βαρύ­τη­τας. Οι τρο­χιές είναι σημα­ντι­κές στην αστρο­νο­μία, καθώς περι­γρά­φουν τον τρό­πο με τον οποίο οι πλα­νή­τες, οι δορυ­φό­ροι και άλλα αστρι­κά αντι­κεί­με­να κινού­νται γύρω από τα αστέ­ρια και τους πλα­νή­τες τους. Η έρευ­να των τρο­χιών μας βοη­θά να κατα­νο­ή­σου­με καλύ­τε­ρα το ηλια­κό σύστη­μα αλλά και άλλα αστρι­κά συστή­μα­τα, και μας επι­τρέ­πει να προ­γραμ­μα­τί­ζου­με δια­στη­μι­κές απο­στο­λές με ακρί­βεια και ασφά­λεια.

Η μετα­τό­πι­ση είναι ένα διά­νυ­σμα που έχει σαν αρχή την αρχι­κή θέση του σώμα­τος και τέλος την τελι­κή του θέση. Με αυτήν στα ασχο­λη­θού­με στα επό­με­να μαθή­μα­τα.

Προ­σο­μοί­ω­ση