بحث فيزياء عن الحركة

يمكن تصنيف الحركة إلى ثلاثة أنواع رئيسية: متعدية، دوارة، ومذبذبة، ويتم تصنيف أقسام الميكانيكا حسب هذا التصنيف.

الحركة المتعدية

ينطوي التحرك في هذه الفئة على تغيير الموقع، ولكن يمكن تحريك الشيء دون العودة إلى المكان الأصلي.

مثال

عندما تستيقظ في الصباح وتذهب إلى العمل، فإن ذلك يشكل تغييرًا واضحًا في المكان، لكن عندما تعود إلى المنزل في المساء، فإنك عدت إلى نفس المكان الذي بدأت فيه اليوم.

إذا كانت المشكلة التي نواجهها هي كيفية تحديد المسافة التي تقطعها يوميا، فهناك اثنتان من الخيارات المحتملة: إما أن تذهب إلى العمل وتعود، وهذا يعادل مسافة 22 كم في كل اتجاه، و44 كم في المجموع عند الذهاب والعودة، أو عدم الذهاب إلى أي مكان، وهذا يعادل مسافة 22 كم في كل اتجاه ويكون المجموع 0 كم. يسمى الأول “الحركة الترجمية”، بينما يسمى الثاني “الحركة التذبذبية”. هل هذه الحركة متعدية؟.

الحركة المتذبذبة

الحركة المتكررة والمتذبذبة بين مواقع مختلفة تسمى حركة تذبذبية.

في المثال السابق، تم التحرك من المنزل إلى العمل ومن العمل إلى المنزل.

يتجلى هذا النوع الثاني من الحركة في البنادول (مثل تلك الموجودة في الساعات الكبيرة)، والأوتار الاهتزازية الموجودة في سلسلة الجيتار التي لا تتحرك في أي اتجاه، والأدراج التي يتم فتحها وإغلاقها باستمرار، وكل هذه الحركات التي لا يمكن رؤيتها.

يثير الاهتمام الحركة المذبذبة؛ حيث إنها تستغرق عادةً وقتًا ثابتًا لحدوث التذبذب، كما أن هذا النوع من الحركة يكون دوريًا، ويُسمى وقت التذبذب الكامل، أو دورة واحدة للتذبذب، أو فترة التذبذب.

تعتبر الحركة الدورية مهمة في دراسة الأمواج مثل الصوت والضوء وغيرها، وتخصص أجزاء كبيرة من الفيزياء لهذه الحركة المتكررة، لذلك من المهم جدًا القيام بالأنشطة بشكل متكرر والتنقل في أماكن مختلفة، حيث يؤدي ذلك إلى نوع جديد من الحركة.

الحركة الدائرية

الدوران هو الحركة التي تحدث عندما يدور الجسم حول نفسه، وتسمى حركة دورانية.

تعتبر الأرض ثابتة من حيث الحركة، ولكنها تدور كل 24 ساعة حول محورها، وتسير في مسار حول الشمس في مدار محدد.

تفعل الشمس نفس الشيء كل 24 يومًا، وكذلك الكواكب والكويكبات والمذنبات، ولكل جرم فترة خاصة يستغرقها للقيام بذلك. ومن هذا نلاحظ أن الحركة الدورانية هي حركة دورية في كثير من الأحيان.

على سبيل المثال، تدور كرات البوتشي وأسطوانات الفونوغراف والعجلات أيضًا، وينبغي أن تكون هذه الأمثلة كافية لإبقائنا مشغولين لفترة من الوقت.

الحركة العشوائية

تحدث الحركة العشوائية لعدة أسباب.

نظرية الفوضى

يمكن التنبؤ ببعض الحركات من وجهة نظر نظرية، ولكن لا يمكن التنبؤ بها عملياً، مما يجعلها تبدو عشوائية، فعلى سبيل المثال، يتحرك جزيء واحد في الغاز بحرية حتى يصطدم بجزيء آخر أو بالجدار الذي يحتويه، ويمكن التنبؤ بالاتجاه الذي يسلكه الجزيء بعد التصادم وفقًا للنظريات الحالية للميكانيكا الكلاسيكية.

يقتضي كل قياس احتمالية حدوث جميع النتائج، سواء كانت ثقة أو عدم يقين، وسيؤدي استخدام نتائج هذا القياس في أي عملية حسابية إلى وجود حالة عدم اليقين هذه.

تخيل الآن محاولتك التنبؤ بحركة مليار ذرة غاز داخل حاوية صغيرة، حيث يتم قياس موضع وسرعة كل ذرة بدقة قدر الإمكان، ومن ثم إدخال البيانات في جهاز الكمبيوتر والسماح له بإجراء العمليات الحسابية.

نظرًا لأن القياسات المرتبطة بكل جزيء تكون قليلة جدًا، فإن الجولة الأولى من الحساب ستكون قليلة الدقة، ومن ثم سيتم استخدام هذه الأرقام الخاطئة في الجولة التالية من الحساب، مما سيؤدي إلى نتائج مزيدة من الخطأ.

بعد تنفيذ مليارات العمليات الحسابية، يؤدي حدوث خطأ مركب إلى جعل النتائج غير صحيحة، حيث يمكن للجزيء أن يتواجد في أي مكان داخل الحاوية، ويتم تسمية هذا النوع من العشوائية بـ `الفوضى`.

نظرية الكم

توجد بعض أنواع الحركة التي لا يمكن تنبؤها بشكل نظري، وتكون عشوائية في الواقع. على سبيل المثال، لا يمكن التنبؤ بحركة الإلكترون في الذرة بشكل أساسي بسبب الخطة الغريبة للطبيعة التي وصفتها ميكانيكا الكم بأنها كلما زادت صعوبة محاولة تحديد موقع الإلكترون، قلت معرفتك بسرعته، وكلما حاولت قياس سرعته، قلت قدرتك على معرفة موقعه.

هذه الخاصية هي السمة الأساسية للأجسام الصغيرة مثل الإلكترونات، ولا يمكن التغلب عليها، على الرغم من أنه يقال أن الإلكترونات تدور حول نواة الذرة، إلا أن هذا الادعاء غير صحيح، ويمكن التنبؤ بالموقع الذي يتواجد فيه الإلكترون في أي لحظة في الفضاء، ولكن لا يوجد اسم لهذا النوع من الحركة، لأن مفهوم الحركة لا ينطبق عليه.