بحث فيزياء عن الحركة

يمكن تجزئة الحركة إلى ثلاثة أنواع رئيسية مختلفة، دوارة، ونابضة، ويتم ترتيب الأقسام المتعلقة بالميكانيكا بهذا الترتيب

الحركة المتعدية

تكون الحركة التي تؤدي إلى تغيير الموقع متعددة، الحركة في هذه الفئة تنطوي على تغيير الموقع، ولكن يمكن أن تتم الحركة دون العودة إلى الموقع الأصلي

مثال

عندما تستيقظ في الصباح وتذهب إلى العمل، فإن ذلك يعد تغييرا واضحا في الموقع، ولكن عندما تعود إلى المنزل في المساء، فإنك تعود إلى نفس المكان الذي بدأت فيه اليوم

هل هذا الحركة تتجاوز؟ إذا كانت المشكلة التي نواجهها هي تحديد المسافة التي تتحرك فيها يوميا، فهناك احتمالان للإجابة: إما أن تذهب إلى العمل وتعود بمسافة تقدر بحوالي 22 كم في كل اتجاه، وبذلك يكون المجموع 44 كم ذهابا وإيابا، أو أن لا تذهب إلى أي مكان وبذلك يكون المجموع 0 كم. لذا، النوع الأول يسمى “الحركة المتحركة”، بينما النوع الثاني يسمى “الحركة التذبذبية”

الحركة المتذبذبة

يقال إن الحركة المتكررة والمتذبذبة بين موقعين هي حركة تذبذبية

في المثال السابق ، تم التنقل من المنزل إلى العمل ، ثم من العمل إلى المنزل

يظهر هذا النوع الثاني من الحركة في البنادول (مثل تلك الموجودة في الساعات الكبيرة)، وأوتار الجيتار التي تهتز ولا تتحرك في أي مكان، والأدراج التي تفتح وتغلق باستمرار، وكل هذه الحركة التي لا ترى

الحركة المتذبذبة تثير الاهتمام حيث تستغرق وقتا ثابتا لحدوث التذبذب، وهذا النوع من الحركة يكون دوريا ويسمى فترة التذبذب الكاملة أو دورة واحدة للتذبذب أو فترة التذبذب

الحركة الدورية مهمة في دراسة الصوت والضوء وغيرها من الموجات، وتخصيص أجزاء كبيرة من الفيزياء لهذه الحركة المتكررة، فمن الأهمية بمكان القيام بنفس الشيء مرارا وتكرارا، والذهاب إلى أي مكان، وهذا يقودنا إلى النوع التالي من الحركة

الحركة الدائرية

هو الحركة التي يحدثها الكائن عندما يدور، ويقال عنه أنه دوراني

الأرض في حالة ثبات، ولكن تتحرك في مدار كامل حول محورها كل أربع وعشرين ساعة

الشمس تقوم بنفس العملية، ولكنها تستغرق حوالي أربعة وعشرين يوما، وكذلك يفعل كل الكواكب والكويكبات والمذنبات، ولكل جرم فترة حركته الخاصة التي يستغرقها، فنلاحظ من ذلك أن الحركة الدورانية تكون دورية في كثير من الأحيان

على سبيل المثال، تدور كرات البوتشي، وأسطوانات الفونوغراف، والعجلات أيضا، وتكفي هذه الأمثلة لإبقاءنا مشغولين لفترة من الوقت

الحركة العشوائية

تحدث الحركة العشوائية لعدة أسباب.

نظرية الفوضى

من الممكن توقع بعض الحركة من الناحية النظرية، ولكن لا يمكن التنبؤ بها في التطبيق العملي؛ مما يجعلها تبدو عشوائية، فعلى سبيل المثال: سيتحرك جزيء واحد في الغاز بحرية حتى يصطدم بجزيء آخر أو بإحدى الجدران التي تحتويه، وبعد التصادم من الممكن تنبؤ الاتجاه الذي سيسلكه الجزيء تماما وفقا للنظريات الكلاسيكية للميكانيكا

لذلك، أي قياس يمكن أن يتسبب في نتائج مختلفة من الثقة وعدم اليقين، وأي عملية حسابية تعتمد على نتائج القياس ستكون مصحوبة بعدم اليقين

تخيل الآن أنك تحاول التنبؤ بحركة مليار ذرة غاز في حاوية (وهذا العدد يعتبر كمية صغيرة)، بعد قياس موضع وسرعة كل ذرة بدقة قدر المستطاع، تدخل البيانات في جهاز الكمبيوتر وتدعه يجري العمليات الحسابية لك

نظرا لأن القياسات المرتبطة بكل جزيء تكون ضئيلة جدا، فسيكون الحساب في الجولة الأولى غير دقيق قليلا، ومن ثم سيتم استخدام هذه الأرقام غير الدقيقة في الجولة التالية من الحساب، مما يتسبب في نتائج أكثر خطأ

بعد حساب مليار عملية؛ ستكون النتائج غير مجدية بسبب الخطأ المركب، ويمكن أن يكون الجزيء في أي مكان داخل الحاوية، وهذا النوع من العشوائية يسمى “الفوضى

نظرية الكم

بعض أنواع الحركة لا يمكن التنبؤ بها من الناحية النظرية، وتكون عشوائية بالفعل، على سبيل المثال: لا يمكن التنبؤ بحركة الإلكترون في الذرة بشكل أساسي بسبب الخطة الغريبة للطبيعة التي وصفتها ميكانيكا الكم بأنها (كلما زادت صعوبة تحديد موقع الإلكترون؛ قلت معرفتك بسرعته)، و(كلما حاولت قياس سرعتها، قلت قدرتك على معرفة موقعها)

هذه هي الخاصية الأساسية للجسيمات الصغيرة مثل الإلكترونات، ولا يوجد وسيلة للسيطرة عليها، على الرغم من أنه يقال عادة أن الإلكترون يدور حول نواة الذرة، لكن هذا غير صحيح، ومن الممكن توقع وجود الإلكترون في أي نقطة محددة في الفضاء، ولكن كيف تم اكتشافه في المرة الأولى، ليس لهذا النوع من الحركة اسم محدد؛ لأن حتى مفهوم الحركة لا ينطبق عليه.