Isi
Fisika mencakup banyak sekali topik, tetapi pada dasarnya, ini adalah studi tentang bagaimana berbagai hal bergerak. Pada tingkat "makro" (menyangkut hal-hal sehari-hari dan yang terlihat, sebagai lawan dari fenomena "mikro," atau atom dan subatomik), banyak fisikawan dan insinyur mengklasifikasikan gerak menjadi empat tipe dasar: linier, putar, bolak-balik, dan berosilasi. Mesin dengan bagian yang bergerak menunjukkan satu atau lebih dari ini.
Perhatikan bahwa ini tidak harus disamakan dengan hard-fast hukum gerak; mereka diterima di banyak konvensi, tetapi tidak berarti mewakili kategori ketat. Para astronom, misalnya, sering membahas gerakan dalam hal revolusi, rotasi, ekspansi kosmik, dan sistem pengorbit. Keempat jenis gerak mekanis bagaimanapun juga merupakan titik awal yang baik untuk mempelajari bagaimana segala sesuatu bergerak dari satu titik ke titik lain dalam ruang fisik dengan cara yang sangat akrab.
Gerak Linier (Translasional)
Gerak linier, kadang-kadang lebih luas disebut gerak translasi, hanyalah pergeseran objek dari satu titik di ruang angkasa ke titik lainnya. Secara skematis, pada grafik tipikal dengan sumbu x dan y, jika suatu titik bergeser dari titik asal pada (0, 0) ke titik (3, 4), teorema Pythagoras dapat digunakan untuk menunjukkan bahwa titik tersebut telah mengalami 5 unit gerak linier (akar kuadrat dari 32 + 42 adalah 5). Tembakan panah dari busur mengalami gerakan linier.
Banyak objek mengalami lebih dari satu jenis gerakan secara bersamaan, dengan bentuk dominan digunakan sebagai deskriptor keseluruhan. Misalnya, bola yang dilemparkan dari kendi ke penangkap 60 kaki jauhnya telah mengalami gerakan translasi, tetapi bola kemungkinan telah berputar beberapa kali di sepanjang jalurnya dari gundukan pitcher ke home plate.
Gerakan Putar (Putar)
Ketika sesuatu berputar, secara kasar, ia berputar dalam lingkaran. Seorang anak yang berdiri di satu tempat di taman bermain dan berputar dalam lingkaran sampai dia mencapai titik awal aslinya telah mengalami gerakan rotasi, tetapi dia tidak perlu menyelesaikan lingkaran agar ini benar; titik kunci mereka adalah bahwa tubuhnya telah berputar sekitar sumbu geometris yang terdefinisi dengan baik - dalam hal ini, yang berputar dari atas kepalanya ke tanah di kakinya.
Rotasi adalah dasar dari transportasi otomotif. Agar sebuah mobil dapat diterjemahkan secara keseluruhan, katakanlah, New York City ke Los Angeles, roda-rodanya harus berputar di sekitar as roda mobil, dan banyak bagian internal dari mesin pembakaran mobil berputar ketika mereka bekerja. Bumi sendiri berputar dengan porosnya sendiri antara Kutub Utara dan Selatan hampir setiap 24 jam sekali.
Gerakan Reciprocating
Gerak resiprokal terkait dengan bentuk gerak lain, khususnya gerak berosilasi. Dalam bentuk gerak ini, sebuah objek diterjemahkan, atau dipindahkan secara linear, dalam satu arah dan kemudian kembali di sepanjang jalur yang sama di arah yang berlawanan sampai kembali ke titik awalnya; siklus ini kemudian diulang. Salah satu contohnya adalah gergaji listrik. Contoh yang kurang jelas adalah seseorang yang mengemudi ke tempat kerja dan kemudian pulang ke rumah di rute yang sama delapan jam kemudian, dan kemudian mengulanginya hari demi hari. Ini mungkin tampak seperti upaya yang sangat berbeda, tetapi dalam kenyataannya mereka hanya berbeda dalam skala waktu dan jarak; gergaji dapat bergerak melalui amplitudo hanya setengah meter dan menempuh seluruh jalur keluar masuknya beberapa kali per detik, sementara seorang komuter dapat melakukan perjalanan 20 mil dua kali sehari.
Gerakan Berosilasi
Hal-hal yang bergerak secara timbal balik, tetapi dengan unsur-unsur gerak rotasi seperti berayun, dikatakan berosilasi. Sebuah pendulum, yang berayun dari titik tetap attachment dan menelusuri busur, adalah contoh klasik. Sprinkler atau kipas berosilasi melakukan hal yang sama, kecuali bahwa ini berosilasi dalam bidang horizontal daripada bidang vertikal dan didukung oleh motor daripada gravitasi.
Demi kelengkapan, bayangkan alat penyiram semacam ini dipasang di bagian belakang mobil yang melacak 120 derajat busur sambil bergerak bolak-balik di sepanjang rel kereta api sepanjang 50 meter. Perangkat ini memiliki bentuk gerak translasi, rotasi, bolak-balik, dan berosilasi yang dapat diidentifikasi, dan sebagian besar objek bergerak dunia nyata menunjukkan lebih dari satu bentuk gerakan saat bergerak.