Lëvizja

Lëvizja rrotulluese e një kërcimtareje tanoura, e kapur përmes fotografisë me ekspozim të gjatë

Lëvizja është dukuria e ndryshimit të vendndodhjes së një trupi në lidhje me kohën. Lëvizja përshkruhet matematikisht në termat e zhvendosjes, largësisë, shpejtësisë, nxitimit, shpejtësisë dhe sistemit së referimit ndaj një vëzhguesi, duke matur ndryshimin e pozicionit të trupit në lidhje me atë sistem gjatë ndryshimit në kohë. Dega e fizikës që përshkruan lëvizjen e objekteve pa iu referuar shkakut të tyre quhet kinematikë, ndërsa dega që studion forcat dhe efektin e tyre në lëvizje quhet dinamikë .

Nëse një objekt nuk është në lëvizje në lidhje me një sistem të caktuar referimi, ai quhet i qetë, stacionar, i palëvizshëm ose ka një pozicion konstant të pandryshueshëm në kohë në lidhje me rrethinat e tij. Fizika moderne pohon se, duke qenë se nuk ka sistem absolut referimi, koncepti i Njutonit për lëvizjen absolute nuk mund të përcaktohet. Si e tillë, çdo gjë në Gjithësi mund të konsiderohet të jetë në lëvizje.

Lëvizja zbatohet për sisteme të ndryshme fizike: objekte, trupa, grimca të lëndës, fusha të lëndës, rrezatim, fusha rrezatimi, grimca rrezatimi, lakime dhe hapësirë-kohë . Mund të flitet edhe për lëvizjen e imazheve, formave dhe kufijve. Në përgjithësi, termi lëvizje nënkupton një ndryshim të vazhdueshëm në pozicionin ose konfigurimin e një sistemi fizik në hapësirë. Për shembull, mund të flitet për lëvizjen e një vale ose lëvizjen e një grimce kuantike, ku konfigurimi përbëhet nga probabilitetet që vala ose grimca të zënë pozicione specifike.

Ligjet e lëvizjes

Në fizikë, lëvizja e trupave masivë përshkruhet përmes dy grupeve të lidhura të ligjeve të mekanikës. Mekanika klasike për objektet super atomike (më të mëdha se një atom) (të tilla si makinat, predha, planetët, qelizat dhe njerëzit ) dhe mekanika kuantike për objektet atomike dhe nën-atomike (të tilla si heliumi, protonet dhe elektronet ). Historikisht, Njutoni dhe Euleri formuluan tre ligje të mekanikës klasike :

Ligji i parë:	Në një sistem referimi inercial, një objekt ose qëndron në prehje ose vazhdon të lëvizë në një vijë të drejtë me një shpejtësi konstante, përveç rastit kur vepron mbi të një forcë rezultante jozero .
Ligji i dytë:	Në një sistem referimi inercial, shuma vektoriale e forcave F në një objekt është e barabartë me masën m të atij objekti shumëzuar me nxitimin a të objektit: ${\vec {F}}=m{\vec {a}}$ . Nëse forca rezultante ${\vec {F}}$ duke vepruar në një trup ose një objekt nuk është e barabartë me zero, trupi do të ketë një nxitim $a$ e cila është në të njëjtin drejtim me forcën rezultante.
Ligji i tretë:	Kur një trup ushtron një forcë mbi një trup të dytë, trupi i dytë ushtron njëkohësisht një forcë të barabartë në madhësi dhe të kundërt në drejtim mbi trupin e parë.

Mekanika klasike

Mekanika klasike përdoret për të përshkruar lëvizjen e objekteve makroskopike që lëvizin me shpejtësi dukshëm më të ngadalta se shpejtësia e dritës, duke filluar nga predha në pjesë të makinerive, si dhe objekte astronomike, si anije kozmike, planetë, yje dhe galaktika . Ajo prodhon rezultate shumë të sakta brenda këtyre fushave dhe është një nga përshkrimet më të vjetra dhe më të mëdha shkencore në shkencë, inxhinieri dhe teknologji .

Mekanika klasike bazohet në thelb në ligjet e lëvizjes së Njutonit . Këto ligje përshkruajnë marrëdhënien midis forcave që veprojnë në një trup dhe lëvizjes së atij trupi. Ato u përpiluan për herë të parë nga Sir Isak Njutoni në veprën e tij Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, e cila u botua për herë të parë më 5 korrik 1687. Tre ligjet e Njutonit janë:

1. Një trup në prehje do të qëndrojë në qetësi, dhe një trup në lëvizje do të mbetet në lëvizje nëse mbi të nuk vepron një forcë e jashtme. (Ky njihet si ligji i inercisë . )
2. Forca ( ${\vec {F}}$ ) është e barabartë me ndryshimin e impulsit për ndryshim në kohë ( ${\frac {\Delta m{\vec {v}}}{\Delta t}}$ ). Për një masë konstante, forca totale e ushtruar mbi trupin është e barabartë me masën e trupit herë nxitimin e fituar prej tij ( ${\vec {F}}=m{\vec {a}}$ ).
3. Për çdo veprim, ka një reagim të barabartë dhe të kundërt. (Me fjalë të tjera, sa herë që një trup ushtron një forcë ${\vec {F}}$ mbi një trup të dytë, trupi i dytë ushtron forcën $-{\vec {F}}$ mbi trupin e parë si kundërpërgjigje. ${\vec {F}}$ dhe $-{\vec {F}}$ janë të barabarta në madhësi dhe të kundërta në drejtim. Pra, trupi që ushtron ${\vec {F}}$ do të shtyhet prapa. )

Mekanika relativiste

Kinematika moderne u zhvillua me studimin e elektromagnetizmit dhe u referohet të gjitha shpejtësive $v$ në raportin e tyre me shpejtësinë e dritës $c$ . Shpejtësia më pas interpretohet si shpejtësi hi, kënd hiperbolik $\varphi$ për të cilin funksioni i tangjentit hiperbolik $\tanh \varphi =v\div c$ . Nxitimi, ndryshimi i shpejtësisë me kalimin e kohës, pastaj e ndryshon shpejtësinë sipas transformimeve të Lorencit . Kjo pjesë e mekanikës është relativiteti special . Përpjekjet për të përfshirë gravitetin në mekanikën relativiste u bënë nga WK Clifford dhe Albert Einstein . Zhvillimi përdori gjeometrinë diferenciale për të përshkruar një gjithësi të lakuar me gravitet; studimi quhet relativiteti i përgjithshëm .

Mekanika kuantike

Mekanika kuantike është një grup parimesh që përshkruajnë realitetin fizik në nivelin atomik të materies ( molekulat dhe atomet ) dhe grimcat nënatomike ( elektronet, protonet, neutronet dhe grimcat elementare edhe më të vogla si kuarket ). Këto përshkrime përfshijnë sjelljen e njëkohshme të valës dhe të grimcave të materies dhe energjisë së rrezatimit siç përshkruhet në dualitetin valë-grimcë .

Në mekanikën klasike, mund të llogariten matje dhe parashikime të sakta të gjendjes së objekteve, si vendndodhja dhe shpejtësia . Në mekanikën kuantike, për shkak të parimit të së Hajzenbergut, gjendja e plotë e një grimce nënatomike, si vendndodhja dhe shpejtësia e saj, nuk mund të përcaktohet njëkohësisht.

Përveç përshkrimit të lëvizjes së dukurive në nivel atomik, mekanika kuantike është e dobishme për të kuptuar disa dukuri në shkallë të gjerë si superrrjedhshmëria, superpërçueshmëria dhe sistemet biologjike, duke përfshirë funksionin e ndijuesve të nuhatjes dhe strukturave të proteinave .

Disa lëvizje

Universi

Hapësirë-koha (coha e universit) po zgjerohet, që do të thotë se gjithçka në Gjithësi shtriqet, si një brez gome . Kjo lëvizje është më e paqarta pasi nuk është lëvizje fizike, por një ndryshim në vetë natyrën e universit. Verifikimi i këtij zgjerimi u sigurua nga Edwin Hubble i cili tregoi se të gjitha galaktikat dhe objektet astronomike të largëta po largoheshin nga Toka, i njohur si ligji i Hubble-it, i parashikuar nga një zgjerim universal.

Galaktika

Galaktika e Rrugës së Qumështit po lëviz nëpër hapësirë dhe shumë astronomë besojnë se shpejtësia e kësaj lëvizjeje është afërsisht 600 km/s në lidhje me vendndodhjet e vëzhguara të galaktikave të tjera afër. Një kornizë tjetër referimi ofrohet nga sfondi i mikrovalës kozmike . Ky kuadër referimi tregon se Rruga e Qumështit po lëviz me rreth 582 km/s .

Kontinentet

Teoria e pllakave tektonike na tregon se kontinentet po lëvizin në rrymat e konveksionit brenda mantelit, duke i bërë ata të lëvizin nëpër sipërfaqen e planetit me një shpejtësi të ngadaltë prej përafërsisht 2.54 cm në vit. Megjithatë, shpejtësitë e pllakave variojnë gjerësisht. Pllakat që lëvizin më shpejt janë pllakat oqeanike, me Pllakën Cocos që përparon me një shpejtësi prej 75 mm në vit dhe Pllaka e Paqësorit lëviz 52-69 mm në vit. Në skajin tjetër, pllaka që lëviz më ngadalë është Pllaka Euroaziatike, duke përparuar me një shpejtësi tipike prej rreth 21 mm në vit.

Trupi i brendshëm

Zemra e njeriut kontraktohet vazhdimisht për të qarkulluar gjakun në të gjithë trupin. Nëpërmjet venave dhe arterieve më të mëdha në trup, gjaku është zbuluar të udhëtojë në afërsisht 0.33 m/s. Megjithëse ekziston një ndryshim i konsiderueshëm, dhe flukset maksimale në venae cavae janë gjetur midis 0.1 dhe 0.45 m/s . përveç kësaj, muskujt e lëmuar të organeve të brendshme të zgavruara lëvizin. Më e njohura do të ishte shfaqja e peristaltikës e cila është ajo ku ushqimi i tretur detyrohet të hyje përmes të gjithë traktit tretës . Megjithëse ushqime të ndryshme udhëtojnë nëpër trup me shpejtësi të ndryshme, një shpejtësi mesatare përmes zorrëve të vogla të njeriut është 3.48 km/s . Sistemi limfatik i njeriut gjithashtu po shkakton vazhdimisht lëvizje të lëngjeve të tepërta, lipideve dhe produkteve të lidhura me sistemin imunitar rreth trupit. Lëngu limfatik është gjetur të lëvizë nëpër një kapilar limfatik të lëkurës në afërsisht 0.0000097 m/s.

Grimcat

Sipas ligjeve të termodinamikës, të gjitha grimcat e lëndës janë në lëvizje të rastit për sa kohë që temperatura është mbi zeron absolute . Kështu, molekulat dhe atomet që përbëjnë trupin e njeriut vibrojnë, përplasen dhe lëvizin. Kjo lëvizje mund të zbulohet si temperaturë; temperaturat më të larta, të cilat përfaqësojnë energji kinetike më të madhe në grimca, ndjehen të ngrohta për njerëzit që ndjejnë energjinë termike që transferohet nga objekti i prekur në nervat e tyre. Në mënyrë të ngjashme, kur preken objekte me temperaturë më të ulët, shqisat e perceptojnë transferimin e nxehtësisë larg trupit si një ndjenjë ftohjeje.

Drita

Drita lëviz me një shpejtësi prej 299,792,458 m/s, ose 299,792.458 km/s, në vakum. Shpejtësia e dritës në vakum (ose $c$ ) është gjithashtu shpejtësia e të gjitha grimcave pa masë dhe fushave të lidhura në një vakum, dhe është kufiri i sipërm i shpejtësisë me të cilën energjia, materia, informacioni ose shkaku mund të udhëtojnë. Kështu, shpejtësia e dritës në vakum është kufiri i sipërm i shpejtësisë për të gjitha sistemet fizike.

Përveç kësaj, shpejtësia e dritës është një sasi e pandryshueshme : ajo ka të njëjtën vlerë, pavarësisht nga vendndodhja ose shpejtësia e vëzhguesit. Kjo veti e bën shpejtësinë e dritës c një njësi matëse natyrore për shpejtësinë dhe një konstante themelore të natyrës.

Lëvizja ndahet në: lëvizje mekanike, lëvizje të njëtrajtshme, të ndryshueshme, lëvizje drejtëvizore dhe lëvizje të lakuar.

Me lëvizje të njëtrajtshme kuptojmë kur, një trup pjesë të njejta të rrugës i kalon me shpejtësi të njejtë.

Me lëvizje të ndryshueshme kuptojmë kur, një trup për një interval kohor të caktuar e ndërron shpejtësinë e lëvizjes.

Me lëvizje drejtëvizore kuptojmë kur, një trup lëviz sipas një vije të drejt (trajektores së drejt).

Me lëvizje të lakuar kuptojmë kur, një trup lëviz sipas një vije të lakuar (trajektores së lakuar)

Tek lëvizja paraqitet formula e Shpejtësise (v). V= l:t

   s = rruga (metër)

v=s/t

   t = koha (sec.)

Shiko edhe

• Shpejtësia