Liikumise mudelid

10. klass > Füüsika > 1. Sissejuhatus füüsikasse

Liikumised looduses võivad erineda mitmete tunnuste poolest. Erinevaid liikumisi on väga palju. Siiski piisab kõigi liikumiste kirjeldamiseks lõplikust arvust mudelitest, mida nimetatakse liikumise üldmudeliteks. Liikumise üldmudeleid võib olla kuni kuus: (1) kulgemine, (2) pöörlemine, (3) kuju muutumine, (4) mahu muutumine, (5) võnkumine, (6) laine.

(siia võiks mingid animatsioonid nuputada, mis kujutaksid erinevaid liikumise vorme)

Kui keha kõik punktid liiguvad ühesuguseid jooni mööda ja ühesuguste kiirustega, siis jääb keha asend ruumis reeglina samaks. Sellist liikumist nimetatakse kulgemiseks ehk translatsiooniks. Kulgeval liikumisel muutub keha asukoht see tähendab läbitakse mingi pikkus. Kulgemiseks nimetatakse liikumist, mille korral keha mistahes kahte punkti ühendav lõik jääb kogu liikumise vältel iseendaga paralleelseks.

Pöörlemine ehk rotatsioon on liikumise liik, mille korral kehas leidub punkte, mis ise ei liigu. Need punktid moodustavad pöörlemistelje. Keha kõik teised punktid liiguvad ümber pöörlemistelje mööda ringjooni. Kui kulgemisel läbitakse ajaühiku jooksul mingi pikkus, siis pöörlemisel läbitakse ajaühiku jooksul mingi nurk.

Liikumisi, mille korral muutuvad keha punktide omavahelised kaugused, nimetatakse keha kuju muutumiseks ehk deformatsiooniks. Deformatsioon tekib reeglina nii, et keha mingi tahk fikseeritakse ja keha teisele tahule rakendatakse jõudu.

Kui jõud rakendub risti pinnaga, millele ta mõjub, siis on tegemist kas surve või venitusega. Kui jõud rakendub mitte ühtlaselt kogu pinnale vaid ainult selle ühele osale, siis tekib kõverdus. Kui jõud rakendub samas tasandis pinnaga, milles jõud mõjub, siis tekib deformatsioon, mida nimetatakse nihkeks. Kui lisaks eelnevale rakendub jõud ka risti mingisuguse uuritavat keha läbiva teljega, siis toimub keha eri osade pöördumine ümber selle telje erinevate nurkade võrra ning tekkivat de­for­mat­siooni nimetatakse väändeks.

(siia võiks tekitada animatsiooni, mille abil saaks katsetada erinevaid deformatsiooni liike)

Kuju muutumise erijuhuks on keha mahu muutumine. Kui keha paisub või tõmbub kokku kõikides suundades ühtviisi, siis jääb selle kuju varasemate kujudega sarnaseks

Kui välisjõu mõju lõppemisel keha esialgne kuju taastub, siis nimetatakse deformatsiooni elastseks. Kui välisjõu mõju lõppemisel keha esialgne kuju ei taastu, siis plastseks.

Võnkumine on keha perioodiline liikumine tasakaaluasendi ümber. Tegemist on perioodilise ehk kindla ajavahemiku tagant korduva liikumisega, vastavat ajavahemikku nimetatakse võnke­peri­oodiks. Võnkumise põhjustab kehale mõjuv tasakaaluasendi poole suunatud jõud, mis tasa­kaalu­asendile lähenemisel liikumist kiirendab, sellest asendist kaugenemisel aga pidurdab. Võn­ku­mise korral liiguvad keha punktid edasi-tagasi sama teed.

Laineks nimetatakse võnkumise edasikandumist ruumis. Laine korral liigub ruumis edasi kehade või väljade kindel paigutus ehk konfiguratsioon. Olukord, mis mingil hetkel valitses ühes ruumi punktis, kordub mingi aja möödumisel naaberpunktis. Üldjuhul kaasneb lainega ka energia levik ruumis. Põhimõtteliselt võib ka võnkumist käsitleda lainena, mis ei levi – seisulainena.