science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe wordt beweging gemeten?

Beweging is een eenvoudig concept om te begrijpen, maar kan een verrassend gecompliceerd ding worden om te berekenen, afhankelijk van het vereiste detailniveau. Op een basisniveau is beweging het meten van beweging in een richting. Het bepalen van beweging en richting vereist kennis van verschillende krachten, inclusief massa, wrijving, snelheid en afstand.

Beweging

Om beweging te meten, moet een voorwerp beweging hebben. Dit wordt gedefinieerd als beginnend vanaf één locatie in de ruimte en eindigend op een andere locatie in de ruimte. Vaak wordt ook de hoeveelheid tijd die nodig is om van het ene punt naar het andere te komen meegenomen om de bewegingssnelheid te berekenen, hoewel tijd niet nodig is om beweging aan te geven. In de theoretische wiskunde wordt beweging meestal uitgedrukt in een cartesische grafiek met een x-as en een y-as.

Momentum

Momentum, wetenschappelijk aangeduid als 'inertie', beschrijft een eigenschap van beweging voor het eerst voorgesteld door Isaac Newton. Een massa in rust neigt om in rust te blijven, en een massa in beweging neigt om in beweging te blijven. Inertie wordt berekend door het object in de massa van beweging te kennen, de kracht die erop inwerkt, en de wrijving van de omgeving eromheen. Door traagheid te berekenen, kun je voorspellen wanneer beweging stopt.

Richting

Alle bewegingen hebben richting. Bij eenvoudige wiskundige problemen is deze richting vaak constant, waarbij een object gedurende een bepaalde tijd in een rechte lijn reist. In toepassingen in de echte wereld kan de richting echter veranderen of gebeuren op een kromlijnige manier, wat de berekening van die richting mathematisch bemoeilijkt. De richting wordt meestal uitgedrukt in termen van vectoren. Dit zijn berekeningen van krachten met een specifieke richting die elkaar versterken of opheffen.

Kracht

Kracht veroorzaakt beweging. Deze kracht kan buiten het object in beweging zijn, zoals met een hand die een kopje over een tafel duwt, of intern, zoals met een loper op een trottoir. Externe kracht wordt meestal uitgedrukt in termen van Newtons, het product van massa en versnelling. Interne kracht kan ook op deze manier worden uitgedrukt, maar wordt meestal berekend in termen van hoeveel energie het object kost om zichzelf te verplaatsen. De eenheid die wordt gebruikt om energie te beschrijven, is afhankelijk van het gebruikte meetsysteem en het type object. Watt, joules, calorieën en volt zijn allemaal eenheden energie die een soort interne kracht veroorzaken.