Mișcarea și repausul

Spunem că un corp se află în repaus, dacă poziția sa față de un alt corp (ales ca reper) nu se schimbă.

Mișcarea înseamnă schimbarea poziției corpului față de un reper.

Elemente caracteristice ale mișcării

Mișcarea poate fi caracterizată prin:

• poziția inițială (punctul de start);

• poziția finală;

• momentul inițial (când începe mișcarea);

• momentul final;

• poziția în orice moment;

• traiectoria: succesiunea tuturor pozițiilor prin care trece corpul în timpul mișcării (traseul);

• distanța parcursă (lungimea traseului);

• durata mișcării;

• viteza;

• accelerația;

Precizarea poziției unui corp

Pentru a face mai simplă localizarea unui corp se folosește noțiunea de punct material, care este un model de corp simplificat la maxim, reprezentat printr-un simplu punct.

Vedem în imaginea de mai jos un avion, care pare că zboară deasupra munților:

Avionul este un Airbus A380, imens (cel mai mare avion de pasageri din lume), dar de la distanță, în imensitatea cerului pare un punct, deci este potrivit să aplicăm în acest caz modelul de punct material. Observăm că avionul se mișcă față de repere precum vârfuri montane, nori sau alte avioane.

Avionul și-a marcat vizibil traiectoria printr-o dâră de gaze condensate.

Prin mijloace tehnice avansate a fost posibilă localizarea sa pe hartă la momentul observației și urmărirea zborului în timp real (cu ajutorul aplicației Flightradar24, https://www.flightradar24.com):

Așadar, la momentul observației, avionul nu se afla deasupra munților, ci dincolo de munți, lângă Curtea de Argeș.

Pe harta de mai sus a fost marcat punctul de observație, care are coordonatele geografice:

·Latitudine: 45°44ʹ16ʺN

·Longitudine: 24°42ʹ56ʺE

·Altitudine: 535m

Coordonatele geografice ale avionului observat sunt:

·Latitudine: 45°09ʹ31ʺN

·Longitudine: 24°43ʹ06ʺE

·Altitudine: 10400m

Sistemul de referință

Mișcarea și repausul sunt relative: ele depind de reperul ales.

Obișnuim să luăm repere legate de Pământ pentru a spune dacă un vehicul stă pe loc sau se deplasează. Dar Pământul nu e fix, ci se învârte în jurul Soarelui cu o viteză relativă de 30km/s. Nici Soarele nu este cu adevărat fix, ci se mișcă în jurul centrului galaxiei noastre (Calea Lactee) cu o viteză de 220km/s. Nici Calea Lactee nu stă pe loc, ci se miscă spre galaxia Andromeda. În Univers sunt multe corpuri care se mișcă unul față de altul și nu putem alege nici un corp pe care să-l putem considera absolut fix și să-l putem lua drept reper universal.

Pentru a preciza starea de mișcare sau de repaus a unui corp trebuie să alegem un sistem de referință (SR), care cuprinde:

• un reper: adică un alt corp ales în mod convenabil;

• una, două sau 3 direcții de referință: de exemplu direcția N-S, direcția verticalei sau orice alte direcții care pot fi bine precizate;

• una, două sau 3 axe de coordonate;

• instrumente pentru măsurarea distanțelor în lungul axelor și pentru măsurarea timpului;

La rândul său SR ales poate să fie în repaus sau în mișcare față de alte SR.

1. Sistemul de referință cu o singură axă (unidimensional, 1D)

Acest SR se folosește atunci când un corp se mișcă după o singură direcție.

2. Sistemul de referință cu două axe (bidimensional, 2D)

Acest SR se folosește atunci când un corp se mișcă pe o traiectorie oarecare într-un plan.

3. Sistemul de referință cu trei axe (tridimensional, 3D)

Acest SR se folosește în cazul cel mai general, când un corp se mișcă pe orice traiectorie în spațiu.