Движење (физика)

За движењето во живиот свет, видете Движење.

Во физиката, под движење се подразбира постојана промена на местоположбата на едно тело. Промената во движењето е резултат на сила применета врз тоа тело. Движењето најчесто се опишува во рамките на честота (или брзина), забрзување (акцелерација), поместување и време. Брзината на еден објект (или материјална точка) не може да се смени доколку на него не се дејствува со некоја сила, факт кој всушност го претставува Првиот Њутнов закон. Импулсот (моментумот) на објектот е директно поврзан со неговата маса и брзина, а вкупниот импулс на сите објекти во еден затворен систем (систем на кој не делуваат надворешни сили) не се менува со текот на времето, факт олицетворен во законот за зачувување на импулсот.

За тело кое не се движи, се вели дека се одмора, дека е неподвижно, стационарно или дека има постојана положба, независна од времето.

Движењето секогаш се набљудува и мери од аспект на некое референтно тело. Бидејќи не постои апсолутно референтно тело, апсолутното движење не може да се определи. Ова е опишано со терминот релативно движење. Тело кое е неподвижно во однос на едно референтно тело се движи релативно до бесконечно во однос на други референтни тела. Според ова, сѐ се движи во универзумот.

Закони на движењето

Движењето во универзумот во физиката се опишува преку две групи на контрадикторни закони на механиката. Движењата на сите крупни (големи) и познати објекти во универзумот (како проектили, планети, клетки и луѓе) се опишани во класичната механика. За разлика од нив, движењата на многу малите атомски и субатомски објекти се опишуваат од страна на квантната механика.

Класична механика

Класичната механика ги опишува движењата на макроскопските објекти, од проектили до делови на машинерии, како и астрономски објекти (вселенски бродови, планети, ѕвезди и галаксии). Таа дава многу прецизни резултати во рамките на овие домени и е еден од најстарите и најголеми предмети во науката, инженерството и технологијата.

Класичната механика во основа е заснована на Њутновите закони на движењето. Овие закони ја опишуваат врската која постои меѓу силите што дејствуваат на дадено тело и движењето на тоа тело. Њутновите закони гласат:

Во отсуство на вкупна надворешна сила, телото или мирува или се движи со константна брзина;
Вкупната надворешна сила што дејствува на телото е еднаква на масата на тоа тело помножена со неговото забрзување; F = ma. Друг начин на искажување на овој закон: силата е пропорционална со изводот на времето на импулсот;
Кога едно тело дејствува со сила F на друго тело, другото тело дејствува со сила -F на првото тело. F и -F се еднакви по јачина, но спротивни по насока.

Њутновите три закони на движењето, заедно со неговиот универзален закон за гравитацијата, ги објаснуваат Кеплеровите закони на движење на планетите, кои за првпат на прецизен начин дале математички модел или сфаќање за телата што орбитираат во вселената. Ова објаснување ги обединило движењата на вселенските тела и движењата на објектите на Земјата.

Подоцна класичната механика е развиена со законите на специјална релативност и општа релативност на Алберт Ајнштајн. Специјалната релативност го објаснува движењето на објектите со голема брзина, која се приближува до брзината на светлината, додека општата релативност го засега гравитациското движење на подлабоко ниво.

Квантна механика

Квантната механика подразбира група на принципи кои ја опишуваат физичката реалност на атомско ниво на материјата (молекули и атоми) и на субатомско (електрони, протони, па дури и помали честички). Во овие описи спаѓаат симултаното брановидно и честицовидното однесување како на материјата, така и на радијационата енергија - ова се опишува со помош на корпускуларно-брановиот дуализам.

За разлика од класичната механика, каде положбата и брзината можат да се пресметаат и предвидат на прецизен начин, во квантната механика на субатомска честица тие никогаш не можат да се одредат со целосна сигурност (ова се нарекува Хајзенбергов принцип на неодреденост).

Освен во опишувањето на движењето на феномените на атомско ниво, квантната механика е корисна за сфаќањето на некои макроскопски феномени, каков што е суперфлуидноста, суперспроводноста и биолошките системи, вклучувајќи ја и функцијата на мирисните рецептори и структурите на белковините.

Кинематика

Кинематиката е гранка на класичната механика посветена на проучувањето на движењето, но не и причината за тоа движење. Како таква таа се занимава со различни видови на движења.

Во кинематиката се разликуваат две класи на движења: униформно движење и неуниформно движење. Телото се движи униформно кога патува на растојанија во еднакви временски интервали (т.е. со константна брзина). На пример, едно тело патува 5 км за време од 1 час, па 5 км во следниот час итн. континуирано. Униформното движење е тесно поврзано со инерцијата, како што е опишано во Првиот Њутнов закон. Меѓутоа, повеќето познати видови на движења би биле неуниформни движења, бидејќи на поголем број од телата постојано дејствуваат многу различни сили одеднаш, па како такви тие не патуваат еднакви растојанија за еднакви временски интервали. На пример, едно тело патува 2 км за 25 минути, но му се потребни 30 минути за да ги пропатува следните 2 км.