Что такое движение в физике: примеры движения в быту и в природе

Что такое движение? В физике под этим понятием подразумевают действие, приводящее к изменению положения тела в пространстве за определенный промежуток времени относительно некоторой точки отсчета. Рассмотрим подробнее основные физические величины и законы, которые описывают движение тел.

Понятие о системе координат и материальной точке

Прежде чем переходить к разбору вопроса, что такое движение, необходимо дать определение некоторым базовым понятиям.

Одним из таких понятий является материальная точка. В физике часто рассматривают случаи, когда неважны форма и размеры тела, поскольку они являются ничтожно малыми в сравнении с расстояниями, проходимыми им. Когда для решения поставленной задачи геометрические размеры рассматриваемого объекта неважны, говорят, что он является материальной точкой.

Еще одно важное для описания движения понятие - это система координат, под которой полагают набор чисел и осей, позволяющих однозначно определить положение материальной точки в пространстве.

Величины, описывающие движение

Раздел физики, изучающий поведение движущихся объектов, называется кинематикой. В кинематике часто рассматриваются движения именно материальной точки. Зная, что такое движение, следует перечислить основные элементы, которые непосредственно с ним связаны:

• Траектория - воображаемая линия в пространстве, вдоль которой перемещается тело. Она может быть прямолинейной, параболической, эллиптической и так далее.
• Путь (S) - это расстояние, которое проходит материальная точка в процессе своего движения. Путь в системе СИ измеряется в метрах (м).
• Скорость (v) - физическая величина, которая определяет, какое расстояние проходит материальная точка за единицу времени. Измеряется в метрах в секунду (м/с).
• Ускорение (a) - величина, описывающая изменение скорости движения материальной точки. Она в СИ выражается в м/c².
• Время движения (t).

Законы движения. Их математическая формулировка

Разобравшись, что такое движение и какие величины его определяют, можно записать выражение для пути: S = v*t. Движение, описываемое этим уравнением, называется равномерным прямолинейным. Если же скорость материальной точки изменяется, тогда следует записать формулу для пути так: S = v₀*t+a*t²/2, здесь скорость v₀ называется начальной (в момент времени t=0). В любой же другой момент времени t скорость материальной точки определяется по формуле: v = v₀ + a*t. Этот тип движения называется прямолинейным равноускоренным (равнозамедленным).

Рассмотренные формулы являются достаточно простыми, поскольку применяются для прямолинейного движения. В природе же часто встречаются перемещения объектов по криволинейным траекториям. В этих случаях важно учитывать векторные свойства скорости и ускорения. Например, одним из простых движений по криволинейной траектории является перемещение материальной точки по окружности. В этом случае вводят понятие центростремительного ускорения, которое определяет изменение не модуля скорости, а ее направления. Это ускорение вычисляется по формуле: a = v²/R, где R - радиус окружности.

Примеры движения

Разобравшись с вопросом, что такое движение, полезно для наглядности привести некоторые примеры в быту и природе.

Перемещение автомобиля по проезжей части, езда на велосипеде, прыжки мяча по газону, плавание корабля в море, полет самолета в небесах, спуск лыжника по снежному склону горы, бег спринтера на спортивных соревнованиях - все это примеры движения объектов в быту.

Вращение планет вокруг Солнца, падение камня на землю, колебание листьев и ветвей деревьев под действием ветра, перемещения клеток, составляющих ткани живых организмов, наконец, тепловое хаотическое перемещение атомов и молекул - это примеры движения природных объектов.

Если подойти к вопросу с философской точки зрения, то следует сказать, что движение - это фундаментальное свойство бытия, поскольку все, что существует вокруг нас, находится в постоянном движении и изменении.