Beweging (natuurkunde)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Een beweging wordt in de natuurkunde gezien als de verplaatsing van een object door de ruimte t.o.v. een bepaald inertiaalstelsel. Alle soorten beweging kunnen vanuit een assenstelsel beschreven worden als combinaties van twee vormen van beweging: translatiebewegingen en rotatiebewegingen. In elk onderscheiden we twee bijzondere gevallen: de eenparige beweging en de eenparig versnelde beweging.

Inhoud

1 Snelheid
2 Versnelling
3 Bewegingsvergelijking
4 Verwijzingen
- 4.1 Belangrijke Personen
- 4.2 Relevante onderwerpen

[bewerk] Snelheid

Een object dat een beweging doormaakt t.o.v. een coördinatenstelsel heeft een bepaalde snelheid. In het geval dat deze snelheid veel kleiner is dan de lichtsnelheid kan men het systeem prima beschrijven aan de hand van de klassieke mechanica van Isaac Newton en voldoet het aan de wetten van Newton. Wanneer de snelheid in de buurt van de lichtsnelheid komt is het beter om het systeem te beschrijven aan de hand van de speciale relativiteitstheorie, zoals deze in 1905 door Albert Einstein is gepostuleerd.

De snelheid van een object kan worden aangegeven met een vector. De lengte van deze vector geeft de mate van plaatsverandering per tijdseenheid aan.

[bewerk] Versnelling

Wanneer de snelheid ‘’v’’ van een object afhankelijk is van een grootheid ‘’G’’, dan laat de versnelling, alsmede de versnellingsvector zich bepalen door de afgeleide van ‘’v’’ naar ‘’G’’:

$\frac{\part v(G)}{\part G}=a(G)$

De eenheid van de versnelling is dan de plaatsverandering van het object per $G 2$

[bewerk] Bewegingsvergelijking

Voor ieder object geldt dat zijn beweging kan worden opgesplitst in een translatiebeweging en een rotatiebeweging. Vanwege de wet van behoud van energie, kunnen we nu een energievergelijking opstellen voor ieder klassiek object wanneer de mechanische behoudswetten van kracht zijn:

$E=U+K+T=m\ g\ h(t)+\frac{m\ v^2(t)}{2}+\frac{I\ \omega^2(t)}{2}=C$

Hierin is ‘’E’’ de energie van het systeem; ‘’U’’ de potentiële energie; ‘’K’’ de kinetische energie; ‘’T’’ de rotatie-energie; ‘’m’’ de massa van het object; ‘’v’’ de snelheid van het object; ‘’I’’ het traagheidsmoment van het object; ‘’ω’’ de hoeksnelheid en ‘’C’’ een constante.

Door deze vergelijking naar de veranderlijke grootheid, meestal de tijd de differentiëren, verkrijgt men de algemene bewegingsvergelijking van een klassiek object:

$m\ g\ v(t)+m\ v(t)\ a(t)+I\ \omega(t)\ \alpha(t)=0$