Dit artikel legt uit wat beweging is in de natuurkunde. Je zult dus de definitie van beweging in de natuurkunde vinden, wat de verschillende soorten bewegingen in de natuurkunde zijn en, ten slotte, wat de kinematische kenmerken van beweging zijn.
Wat is beweging?
In de natuurkunde wordt beweging gedefinieerd als de verandering in de positie van een lichaam gedurende een bepaalde tijdsperiode. Simpel gezegd is beweging de verandering in waar een lichaam zich bevindt.
De beweging van een voorwerp dat in vrije val valt, is bijvoorbeeld een verticale beweging. Voor elk moment dat verstrijkt, bevindt het lichaam zich elke keer in een lagere positie, waardoor het lichaam verticaal naar beneden beweegt.
Om de beweging van een lichaam in de natuurkunde te definiëren, gebruiken we een referentiesysteem, op deze manier kunnen we op elk moment de coördinaten van de positie van het lichaam kennen.
De tak van de natuurkunde die beweging bestudeert is de kinematica.
Soorten bewegingen
In de natuurkunde zijn de verschillende soorten bewegingen :
- Rechtlijnige beweging. Bijvoorbeeld: de beweging van een schuifdeur.
- Circulaire beweging. Bijvoorbeeld: de roterende beweging van de bladen van een ventilator.
- Elliptische beweging. Bijvoorbeeld: de baan van een planeet.
- Parabolische beweging. Bijvoorbeeld: het afvuren van een projectiel.
- Eenvoudige harmonische beweging. Bijvoorbeeld: de beweging van een veer.
- periodieke beweging. Bijvoorbeeld: de beweging van een slinger.
- Oscillerende beweging. Bijvoorbeeld: de beweging van golven.
Klik op de volgende link voor meer informatie over elk type beweging:
Bewegingskenmerken
In de natuurkunde zijn de kenmerken van beweging :
- Positie.
- Afstand.
- Verschuiving.
- Snelheid.
- Versnelling.
Hieronder ziet u de uitleg van elk van de kinematische kenmerken van de beweging.
Positie
De positie van een lichaam of deeltje is waar het zich op een bepaald moment bevindt. In de natuurkunde wordt positie gebruikt om de beweging van een lichaam te beschrijven. Door de positie van een lichaam weer te geven met een coördinatensysteem, wordt de positie ervan gedefinieerd door getallen en kan de verandering in de positie van het lichaam worden gedefinieerd.
In de natuurkunde wordt de positie van een lichaam dus weergegeven door een vector die de positievector wordt genoemd. De positievector , of simpelweg positievector , is een vector die de positie van een punt in een referentiesysteem beschrijft, zodanig dat de positievector wordt gebruikt om de positie van een punt in een coördinatensysteem aan te geven.
Wiskundig gezien wordt de positievector van een punt gedefinieerd als de vector die van de oorsprong van de coördinaten naar dat punt gaat. Daarom wordt de positievector van een punt berekend door de coördinaten van dat punt af te trekken minus de oorsprongscoördinaten. De formule voor de positievector is daarom als volgt:
Goud
is het punt waarop de positievector wordt berekend en
is de oorsprong van de coördinaten van het referentiesysteem.
Afstand
Afstand is een scalaire grootheid die de afstand tussen twee punten of objecten aangeeft. De afstand tussen twee punten is dus de lengte van het lijnsegment dat ze verbindt.
In de natuurkunde wordt de afstand tussen twee punten gedefinieerd als de norm van de vector die de punten verbindt. Om de afstand tussen twee punten te bepalen, moeten we daarom de vierkantswortel berekenen van de som van de kwadraten van de verschillen tussen de coördinaten van de punten.
Afstand wordt uitgedrukt in lengte-eenheden, dus de afstandseenheid in het Internationale Systeem (SI) is de meter (m). Langeafstandswaarden worden echter meestal uitgedrukt in kilometers (km).
Verschuiving
In de natuurkunde is verplaatsing de verandering in de positie van een lichaam. Met andere woorden: de verplaatsing van een lichaam wordt berekend door de eindpositie af te trekken van de beginpositie.
Daarom is het verschil tussen verplaatsing en afgelegde afstand dat verplaatsing de lengte is van de beginpositie tot de eindpositie, maar de afgelegde afstand is de gehele lengte die is afgelegd om van de beginpositie naar de eindpositie te komen. .
Snelheid
Snelheid is een grootheid die de verandering in positie van een lichaam ten opzichte van de tijd aangeeft. In de natuurkunde wordt snelheid dus gedefinieerd als het quotiënt tussen de verplaatsing en het tijdsinterval tussen de begin- en eindpositie.
Met een snelle mobiel leg je dus in korte tijd een grote afstand af. Dus hoe sneller een bewegend lichaam is, hoe meer afstand het in dezelfde tijd zal afleggen.
Houd er rekening mee dat snelheid een vectorgrootheid is, dus in de natuurkunde wordt deze weergegeven door een vector. Dit betekent dat snelheid een richting en richting heeft die dezelfde is als de richting en richting van beweging.
Versnelling
Versnelling is een grootheid die de variatie in de snelheid van een lichaam per tijdseenheid aangeeft. In de natuurkunde wordt versnelling gedefinieerd als de verhouding tussen de toename van de snelheid en de toename in de tijd.
Versnelling kan het gevolg zijn van zowel een verandering in de grootte van de snelheid als van de richting ervan. Een versnellend lichaam betekent dus dat het steeds sneller beweegt of van richting verandert.
Als de versnelling van een bewegend lichaam bijvoorbeeld 1 m/s 2 bedraagt, betekent dit dat het lichaam elke seconde sneller zal bewegen met 1 m/s. Dus als op tijdstip t=5 s zijn snelheid 3 m/s was, zal hij op tijdstip t=6 s een snelheid hebben van 4 m/s.
Houd er rekening mee dat versnelling een vectorgrootheid is, dus in de natuurkunde wordt deze weergegeven door een vector. Dit betekent dat de versnelling een betekenis en een richting heeft:
- Als de versnelling dezelfde richting en richting heeft als de snelheid, zal het lichaam steeds sneller gaan.
- Als versnelling dezelfde richting heeft als snelheid, maar de richtingen ervan zijn tegengesteld, zal het lichaam elke keer vertragen totdat het stopt of zelfs achteruit gaat.
- Als de versnelling een andere richting heeft dan de snelheid, zal het lichaam van richting veranderen.