Natuurkunde omvat een groot aantal onderwerpen, maar in essentie is het de studie van hoe dingen bewegen. Op het "macro" -niveau (met betrekking tot alledaagse en zichtbare dingen, in tegenstelling tot "micro" of atomaire en subatomaire verschijnselen) classificeren veel fysici en ingenieurs beweging in vier basistypen: lineair, roterend, heen en weer bewegend en oscillerend. Machines met bewegende delen vertonen een of meer van deze.

Merk op dat deze niet moeten worden verward met hard-fast wetten van beweging; ze worden in veel conventies geaccepteerd, maar vormen geenszins ironclass. Astronomen bespreken bijvoorbeeld beweging vaak in termen van revolutie, rotatie, kosmische expansie en banen. De vier soorten mechanische bewegingen zijn niettemin een goed startpunt om te leren hoe dingen van het ene punt naar het andere in de fysieke ruimte komen op volkomen bekende manieren.

Lineaire (translationele) beweging |

Lineaire beweging, soms meer in het algemeen translationele beweging genoemd, is eenvoudigweg het verplaatsen van een object van het ene punt in de ruimte naar het andere. Schematisch gezien, op een typische grafiek met x- en y-assen, als een punt verschuift van de oorsprong bij (0, 0) naar het punt (3, 4), kan de stelling van Pythagoras worden gebruikt om aan te tonen dat het punt 5 heeft ondergaan. eenheden van lineaire beweging (de vierkantswortel van 3 ^{2 + 4 2 is 5). Een pijl uit een boog ondergaat lineaire beweging.}

Veel objecten ervaren tegelijkertijd meer dan één type beweging, waarbij de overheersende vorm als algemene descriptor wordt gebruikt. Een honkbal dat bijvoorbeeld van een werper naar de vanger is gegooid, heeft een translatiebeweging ondergaan, maar de bal heeft waarschijnlijk een aantal keren langs het pad van de werf naar de thuisplaat geroteerd.

Roterend (Rotatie ) Beweging

Als iets ongeveer grofweg draait, draait het rond in een cirkel. Een kind dat op een plek op een speelplaats staat en in een cirkel ronddraait totdat ze haar oorspronkelijke beginpunt heeft bereikt, heeft een rotatiebeweging ondergaan, maar ze hoeft de cirkel niet af te maken om dit waar te laten zijn; ze hebben als kernpunt dat haar lichaam rond een goed gedefinieerde geometrische as is geroteerd - in dit geval een die van de bovenkant van haar hoofd naar de grond aan haar voeten loopt.

Rotatie is de basis van het autotransport. Om een ​​auto als geheel te laten vertalen van bijvoorbeeld New York naar Los Angeles, moeten de wielen rond de assen van de auto draaien en veel interne onderdelen van de verbrandingsmotor van de auto draaien terwijl ze werken. De aarde zelf roteert eenmaal om de 24 uur rond zijn eigen as tussen de Noord- en Zuidpool.

Heen en weer bewegende beweging

Heen en weer bewegende beweging houdt verband met andere bewegingsvormen, in het bijzonder oscillerende bewegingen. In deze vorm van beweging wordt een object lineair vertaald, of verplaatst, in één richting en dan terug langs hetzelfde pad in de tegenovergestelde richting totdat het terugkeert naar het beginpunt; de cyclus wordt vervolgens herhaald. Een voorbeeld is een elektrische zaag. Een minder voor de hand liggend voorbeeld is een persoon die naar zijn werk rijdt en vervolgens een uur of zo later langs dezelfde route naar huis rijdt, en deze dag na dag herhaalt. Dit kunnen heel verschillende inspanningen lijken, maar in werkelijkheid verschillen ze alleen in tijd- en afstandsschalen; de zaag kan een amplitude van slechts een halve meter overbruggen en meerdere keren per seconde door het hele inkomende pad reizen, terwijl een forens 20 mijl tweemaal per dag kan reizen.

Oscillerende beweging

Dingen die op een heen en weer gaande manier bewegen, maar met elementen van rotatiebeweging zoals slingeren, worden oscillerend genoemd. Een slinger, die uit een vast bevestigingspunt zwaait en een boog traceert, is een klassiek voorbeeld. Een sprinkler of oscillerende ventilator doet hetzelfde, behalve dat deze oscilleren in een horizontaal vlak in plaats van een verticaal vlak en worden aangedreven door motoren in plaats van de zwaartekracht.

Stel je ten behoeve van de volledigheid een sprinkler van dit type voor op de achterkant van een auto die 120 graden boog aflegt terwijl hij heen en weer beweegt langs een 50 meter lang spoortraject. Dit apparaat heeft gemakkelijk identificeerbare, roterende, heen en weer bewegende en oscillerende bewegingsvormen en de meeste bewegende objecten in werkelijkheid vertonen meer dan één vorm van beweging wanneer ze bewegen.