Kas ir kustība? Fizikā šis jēdziens nozīmē darbību, kas izraisa ķermeņa stāvokļa izmaiņas telpā noteiktā laika periodā attiecībā pret noteiktu atskaites punktu. Apskatīsim sīkāk fiziskos pamatlielumus un likumus, kas raksturo ķermeņu kustību.
Koordinātu sistēmas un materiāla punkta jēdziens
Pirms turpināt analizēt jautājumu par to, kas ir kustība, ir jādefinē daži pamatjēdzieni.
Viens no šiem jēdzieniem ir materiāls punkts. Fizikā bieži tiek aplūkoti gadījumi, kad ķermeņa formai un izmēriem nav nozīmes, jo tie ir niecīgi salīdzinājumā ar tā nobrauktajiem attālumiem. Ja aplūkojamā objekta ģeometriskie izmēri nav svarīgi problēmas risināšanai, viņi saka, ka tas ir materiāls punkts.
Cits svarīgs jēdziens kustības aprakstīšanai ir koordinātu sistēma, saskaņā ar kuru skaitļu un asu kopai ir nepārprotami jānosaka materiāla punkta atrašanās vieta telpā.
Daudzumi, kas raksturo kustību
Fizikas nozari, kas pēta kustīgu objektu uzvedību, sauc par kinemātiku. Kinemātikā bieži tiek ņemtas vērā materiāla punkta kustības. Zinot, kas ir kustība, jāuzskaita galvenie elementi, kas ar to ir tieši saistīti:
- Trajektorija - iedomāta līnija telpā, pa kuru kustas ķermenis. Tas var būt taisns, parabolisks, eliptisks un tā tālāk.
- Ceļš (S) - tas ir attālums, kuru materiālais punkts šķērso tā kustības procesā. SI ceļu mēra metros (m).
- Ātrums (v) - fizisks lielums, kas nosaka, cik tālu materiāla punkts pārvietojas laika vienībā. Mērīts metros sekundē (m/s).
- Paātrinājums (a) - vērtība, kas raksturo materiāla punkta kustības ātruma izmaiņas. To izsaka SI m/c2.
- Kustības laiks (t).
Kustības likumi. Viņu matemātiskais formulējums
Apzinoties, kas ir kustība un kādi lielumi to nosaka, varam uzrakstīt ceļa izteiksmi: S=vt. Ar šo vienādojumu aprakstīto kustību sauc par vienmērīgu taisnvirzienu. Ja mainās materiālā punkta ātrums, tad ceļa formula jāraksta šādi: S=v0t+at2 /2, šeit ātrumu v0 sauc par sākotnējo (laikā t=0). Jebkurā citā laikā t materiāla punkta ātrumu nosaka pēc formulas: v=v0 + at. Šāda veida kustības sauc par taisnvirziena vienmērīgi paātrinātu.(vienmērīgi lēni).
Aplūkotās formulas ir diezgan vienkāršas, jo tās izmanto taisnvirziena kustībai. Dabā objekti bieži pārvietojas pa izliektām takām. Šajos gadījumos ir svarīgi ņemt vērā ātruma un paātrinājuma vektora īpašības. Piemēram, viena no vienkāršajām kustībām pa izliektu ceļu ir materiāla punkta kustība pa apli. Šajā gadījumā tiek ieviests centripetālā paātrinājuma jēdziens, kas nosaka izmaiņas nevis ātruma modulī, bet gan tā virzienā. Šo paātrinājumu aprēķina pēc formulas: a=v2/R, kur R ir apļa rādiuss.
Kustību piemēri
Izskatot jautājumu par to, kas ir kustība, skaidrības labad ir lietderīgi sniegt dažus piemērus ikdienā un dabā.
Automašīnas pārvietošana pa brauktuvi, braukšana ar velosipēdu, bumbiņas lēkšana zālienā, kuģa peldēšana jūrā, lidmašīnu lidošana debesīs, slēpotājs, kas nokāpj no sniega kalna nogāzes, sprinteris skrien sportā sacensības ir visi piemēri priekšmetu kustībai ikdienas dzīvē.
Planētu griešanās ap Sauli, akmens krišana zemē, koku lapu un zaru svārstības vēja ietekmē, šūnu kustība, kas veido dzīvā organisma audus organismi, un visbeidzot, atomu un molekulu termiskā haotiskā kustība ir dabas objektu kustības piemēri.
Ja pieiet jautājumam no filozofiskā viedokļa, tad jāsaka, ka kustība ir esības pamatīpašība, jo viss, kas pastāv mums apkārt,atrodas pastāvīgā kustībā un mainās.
