Kas ir tulkošanas kustība?

Teorētiski tīrai translācijas kustībai nav jāietver pārvietošanās pa taisnu līniju. Objektam ir iespējams pārvietoties pa izliektu ceļu, nemainot tā orientāciju; tomēr vairumā reālās dzīves situāciju virziena maiņa būtu saistīta ar pagriešanos pa asi, citiem vārdiem sakot, rotāciju. Aeronautikā translācijas kustība nozīmē kustību pa taisnu līniju uz priekšu vai atpakaļ, pa kreisi vai pa labi un uz augšu vai uz leju. Kad lidmašīna riņķo pa lidostu, tā nepārtraukti maina savu orientāciju un veic zināmu rotāciju.

Tulkošanas dinamika

Translācijas kustības izpēte ir pazīstama kā translācijas dinamika, un tajā tiek izmantota vienādojumu sērija, lai analizētu objektu kustību un to, kā tos ietekmē dažādi spēki. Kustības pētīšanai izmantotie rīki ietver Ņūtona kustības likumus. Piemēram, pirmais likums nosaka, ka objekts nemainīs savu kustību, ja uz to neiedarbosies spēks, savukārt otrais likums nosaka, ka spēks ir vienāds ar masu, kas reizināta ar paātrinājumu. Vēl viens veids, kā to pateikt, ir tāds, ka paātrinājums ir vienāds ar spēku, kas dalīts ar masu, kas nozīmē, ka masīva objekta translācijas kustību ir grūtāk mainīt nekā mazāk masīva objekta. Spēki, kas var iedarboties uz objektu, ietver gravitāciju un berzi.

Atomi un molekulas

Molekulārā līmenī vielas temperatūru var definēt galvenokārt pēc tās atomu vai molekulu translācijas kustības. Rotācijai ir arī nozīme molekulu kustībā, taču tai nav nozīmes temperatūras ziņā. Ja cietai vielai tiek pielietots siltums, elektromagnētiskā enerģija tiek pārvērsta kinētiskā enerģijā, jo tās molekulas pārvietosies ātrāk. Tas paaugstina tā temperatūru un var izraisīt tā apjoma palielināšanos. Ja tiek izmantots pietiekami daudz siltuma, materiāls izkusīs šķidrā stāvoklī un beidzot vārās, veidojot gāzi, jo palielinās molekulu vidējais ātrums.

Siltumam pakļautās vielas molekulas uzvedas saskaņā ar Ņūtona kustības likumiem. Molekulām ar lielāku masu, lai palielinātu ātrumu, ir nepieciešams lielāks spēks. Tāpēc smagākām vielām parasti būs nepieciešams vairāk siltuma, lai tās izkausētu vai vārītos. Tomēr arī citi spēki var iedarboties uz molekulām, lai tās ierobežotu, tāpēc šis noteikums ne vienmēr ir spēkā. Piemēram, ūdenim ir augstāks viršanas punkts, nekā varētu sagaidīt tā molekulmasai, jo molekulas satur kopā ūdeņraža saites.

Kustība makroskopiskā līmenī

Lielākā daļa kustību fiziskajā pasaulē ir translācijas kustības un rotācijas kustības kombinācija, kurā pēdējā kontrolē virzienu uz ass, bet pirmā virza objektu šajā virzienā. Cilvēka ķermenis kustas ar šo divu veidu kustību kombināciju. Ekstremitātes griežas uz locītavām, nodrošinot stimulu virzienam kustībām, piemēram, staigāšanai. Cilvēki šādā veidā var staigāt pa dažādām nogāzēm, nemainot savu vispārējo orientāciju.

Eksperimenti ir atklājuši, ka kombinētā translācijas un rotācijas kustība ir efektīvāka kinētiskās enerģijas ziņā nekā tikai translācijas kustība. Tīra translācijas kustība rada pastāvīgu berzi pret apkārtējām virsmām, pat gaisu, izraisot lielāku kinētiskās enerģijas un impulsa zudumu laika gaitā. Rotācijas kustības pievienošana samazina berzi, ļaujot kinētiskajai enerģijai saglabāties ilgāku laiku. Piemēram, ritenis, kas ripo pa virsmu, demonstrē abus kustības veidus un piedzīvo daudz mazāku berzi nekā tad, ja tas tiktu stumts līdzi bez rotācijas.