Кретање

Кретање (у физици) је промена положаја неког тела у односу на неко друго тело. Кретање је главна особина материје и сва материја у природи се налази у сталном кретању. Кретање се математички описује у смислу помераја, растојања, брзине^[1]^[2] и убрзања.^[3]^[4] Кретање тела се посматра тако што се посматрач повезује са референтним оквиром и мери промену положаја тела у односу на тај оквир.^[5]^[6]^[7]

Ако се положај неког објекта не мења у односу на дати референтни оквир (референтну тачку), за објекат се каже да је у мировању, непомичан, непокретан, стационаран, или да има константну (временски-инваријантну) позицију у односу на његово окружење. Моменат или импулс је количина која се користи за мерење кретања објекта. Објектов моменат је директно повезан са објектовом масом и брзином, а укупни импулс свих објеката у изолованом систему (онај на који не утичу спољашње силе) не мења се временом, као што је описано законом о очувању импулса. Кретање објекта се не може променити, осим ако на њега делује сила. Ако нема апсолутног референтног оквира, апсолутно кретање се не може одредити.^[8] Стога се за све у свемиру може сматрати да се креће.^[9]^‍:20–21

Кретање се примењује на различите физичке системе: на објекте, тела, честице материје, поља материје, радијацију, поља зрачења, честице зрачења, закривљеност и простор-време. Може се говорити и о кретању слика, облика и граница. Појам кретања, генерално, означава непрекидну промену конфигурације физичког система у простору. На пример, може се говорити о кретању таласа или о кретању квантне честице, где се конфигурација састоји од вероватноћа да заузму одређене положаје.

Закони кретања

У физици, кретање се описује путем два сета наизглед контрадикторних закона механике. Кретање свих великих и познатих објеката у свемиру (као што су пројектили, планете, ћелије, и људи) се описује класичном механиком.^[10]^[11] С друге стране кретање веома малих атомских и субатомских објеката се описује путем квантне механике.

Први закон:	У једном инерцијалном референтном оквиру, објекат било остаје у мировању или наставља да се креће константном брзином, осим уколико на њега делује нето сила.
Други закон:	У једном инерцијалном референтном оквиру, векторска сума сила F које делују на један објекат је једнака маси m тог објекта помноженој са убрзањем a објекта: F = ma.
Трећи закон:	Кад једно тело делује силом на друго тело, друго тело симултано делује силом једнаке величине и супротног смера на прво тело.

Релативност кретања

С обзиром да кретање неког тела не можемо опазити независно од промене његовог положаја у односу на друга тела (на пример кретање воза када се налазимо у купеу или вагону воза са спуштеним завесама), свако кретање у природи је релативно, а не апсолутно. Тело у односу на које одређујемо кретање (промену положаја) других тела назива се референтно тело. Ако још за референтно тело чврсто вежемо (дефинишемо) и одговарајући систем координата које служе за одређивање положаја других тела, онда се такав систем назива и референтни систем или систем референције. У складу са принципом релативности, сви системи референције су равноправни или еквивалентни.

Принципи релативности кретања

Пошто постоји основна подела референтних система на инерцијалне и неинерцијалне, тако се и општа дефиниција релативности кретања додатно разврстава на три различита принципа релативности, а то су:

Галилејева релативност

Галилејева релативност важи само за инерцијалне системе референције, односно системе који се један у односу на други крећу равномерно праволинијски. Пошто само у оваквим, инерцијалним, системима важи и Галилеј-Њутнов принцип инерције, инерцијални системи се могу дефинисати и као системи у којима важе закони Њутнове, класичне, механике.

Ајнштајнова специјална релативност

Ајнштајнова специјална релативност представља проширење Галилејеве релативности са механичких и на електромагнетне природне појаве. Ајнштајн је први схватио да не постоје посебни разлози због којих у свим системима у којима важе закони Њутнове механике (инерцијални референтни системи) не би важили (имали исту форму) и Максвелови класични закони електромагнетизма. Ово тврђење, заједно са његовим другим постулатом о константности брзине светлости, чини основу његове Специјалне теорије релативности.

Ајнштајнова општа релативност

Ајнштајнова општа релативност представља додатно проширење или уопштење принципа релативности са инерцијалних и на неинерцијалне системе референције. Неинерцијални системи су системи који се налазе у стању неравномерног или убрзаног кретања, односно мењају своју брзину било по интензитету (убрзавају или успоравају), било по правцу и смеру (криволинијско или кружно кретање). За разлику од инерцијалних система, у њима не важе Њутнови закони кретања, јер на тела тада делују силе које немају извориште у другим телима, које се због тога и називају фиктивним или инерцијалним силама (на пример силе чије деловање осећамо у аутобусу који полази са станице или се зауставља). Ајнштајн је, међутим, у својој Општој теорији релативности изједначио ове инерцијалне силе са гравитационим (Ајнштајнов принцип еквивалентности), тако да неинерцијалне системе можемо дефинисати и као системе у којима се опажа деловање инерцијалних или гравитационих сила. Самим тиме он је оквирима своје опште теорије релативности успео да обухвати и гравитационе појаве, што је и био један од његових основних мотива за напуштање, односно, проширење његовог принципа специјалне релативности. Исти метод, којим је, као што се обично каже, „геометризовао“ гравитациону силу Ајнштајну није пошло за руком да примени са успехом и на електромагнетну силу и тако створи јединствену или тоталну теорију физичког поља, због чега се ова теорија још увек сматра искључиво Ајнштајновом теоријом гравитације. Дакле, да закључимо, Ајнштајнова општа теорија релативности је теорија која, осим у инерцијалним, важи и у неинерцијалним или убрзаним системима референције, као и у оним системима који мирују у гравитационом пољу, или практично у било којим референтним системима који се уопште могу замислити, због чега она и носи придев општа (релативност).

Врсте кретања

Механичко кретање је основни вид кретања материје и представља промену положаја тела (супстанције) у простору и времену
Топлотна кретања: струјање, провођење и зрачење
Хемијска кретања (хемијске промене): корозија, сагоревање и сл.
Кретања физичких поља: светлости и других врста електромагнетног зрачења као преносиоца електромагнетне интеракције, хипотетичких гравитационих таласа као преносиоца гравитационе интеракције у гравитационом пољу и сл.
Таласно кретање материје спада у посебан вид кретања

Види још

Инерцијални референтни систем

Референце

^ Rowland, Todd (2019). „Velocity Vector”. Wolfram MathWorld. Приступљено 2. 6. 2019.
^ Wilson, Edwin Bidwell (1901). Vector analysis: a text-book for the use of students of mathematics and physics, founded upon the lectures of J. Willard Gibbs. Yale bicentennial publications. C. Scribner's Sons. стр. 125. hdl:2027/mdp.39015000962285?urlappend=%3Bseq=149.
^ Bondi, Hermann (1980). Relativity and Common Sense. Courier Dover Publications. стр. 3. ISBN 978-0-486-24021-3.
^ Lehrman, Robert L. (1998). Physics the Easy Way. Barron's Educational Series. стр. 27. ISBN 978-0-7641-0236-3.
^ P. Smith; R. C. Smith (1991). Mechanics (2nd, illustrated, reprinted изд.). John Wiley & Sons. стр. 39. ISBN 978-0-471-92737-2. Extract of page 39
^ John D. Cutnell; Kenneth W. Johnson (2014). Physics, Volume One: Chapters 1-17, Volume 1 (1st0, illustrated изд.). John Wiley & Sons. стр. 36. ISBN 978-1-118-83688-0. Extract of page 36
^ Raymond A. Serway; Chris Vuille; Jerry S. Faughn (2008). College Physics, Volume 10. Cengage. стр. 32. ISBN 9780495386933.
^ Wahlin, Lars (1997). „9.1 Relative and absolute motion” (PDF). The Deadbeat Universe. Boulder, CO: Coultron Research. стр. 121—129. ISBN 978-0-933407-03-9. Архивирано из оригинала (PDF) 04. 03. 2016. г. Приступљено 25. 1. 2013.
^ Tyson, Neil de Grasse; Charles Tsun-Chu Liu; Irion, Robert (2000). The universe : at home in the cosmos. Washington, DC: National Academy Press. ISBN 978-0-309-06488-0.
^ Ben-Chaim, Michael (2004), Experimental Philosophy and the Birth of Empirical Science: Boyle, Locke and Newton, Aldershot: Ashgate, ISBN 0-7546-4091-4, OCLC 53887772 .
^ Agar, Jon (2012), Science in the Twentieth Century and Beyond, Cambridge: Polity Press, ISBN 978-0-7456-3469-2 .

Литература

Милорад Млађеновић, „Развој физике-механика и гравитација“, Грађевинска књига, Београд
R.G. Lerner; George L. Trigg (1991). Encyclopedia of Physics (second изд.). New York: VCH Publishers. ISBN 0-89573-752-3. OCLC 20853637.
Hand, Louis N.; Janet D. Finch (1998). Analytical Mechanics. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-57572-0. OCLC 37903527.
Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl (2004-06-16). Fundamentals of Physics (7 Sub изд.). Wiley. ISBN 0-471-23231-9.
Forshaw, J. R.; A. Gavin Smith (2009). Dynamics and Relativity. Chichester, UK: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-01460-8. OCLC 291193458.
M.R. Spiegel; S. Lipschutz; D. Spellman (2009). Vector Analysis. Schaum's Outlines (2nd изд.). McGraw Hill. стр. 33. ISBN 978-0-07-161545-7.
Whelan, P. M.; Hodgson, M. J. (1978). Essential Principles of Physics (second изд.). London: John Murray. ISBN 0-7195-3382-1. OCLC 7102249.
Hanrahan, Val; Porkess, R (2003). Additional Mathematics for OCR. London: Hodder & Stoughton. стр. 219. ISBN 0-340-86960-7.
Keith Johnson (2001). Physics for you: revised national curriculum edition for GCSE (4th изд.). Nelson Thornes. стр. 135. ISBN 978-0-7487-6236-1. „The 5 symbols are remembered by "suvat". Given any three, the other two can be found.”
Halpern, Alvin M. (1988). 3000 Solved Problems in Physics. Schaum Series. New York: McGraw Hill. ISBN 978-0-07-025734-4. OCLC 27398318.
Kleppner, Daniel; Robert J. Kolenkow (2010). An Introduction to Mechanics. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-19821-9. OCLC 573196466.
Pain, H. J. (1983). The Physics of Vibrations and Waves (3rd изд.). Chichester [Sussex]: Wiley. ISBN 0-471-90182-2. OCLC 9392845.
R. Penrose (2007). The Road to Reality. Vintage books. стр. 474. ISBN 978-0-679-77631-4.
Grant, I. S.; Phillips, W. R. (1990). Electromagnetism. Manchester Physics Series (2nd изд.). Wiley. ISBN 0-471-92712-0. OCLC 21447877.
Kibble, T. W. B. (1973). Classical Mechanics. European Physics Series (second изд.). London, UK: McGraw Hill. ISBN 0-07-084018-0. OCLC 856410.
C.B. Parker (1994). McGraw Hill Encyclopaedia of Physics (second изд.). ISBN 0-07-051400-3.
J.A. Wheeler; C. Misner; K.S. Thorne (1973). Gravitation. W.H. Freeman & Co. ISBN 0-7167-0344-0.
H.D. Young; R.A. Freedman (2008). University Physics (12th изд.). Addison-Wesley (Pearson International). ISBN 978-0-321-50130-1.
Alonso, M.; Finn, J. (1992). Fundamental University Physics. Addison-Wesley.
Feynman, Richard (1999). The Feynman Lectures on Physics. Perseus Publishing. ISBN 978-0-7382-0092-7.
Feynman, Richard; Phillips, Richard (1998). Six Easy Pieces. Perseus Publishing. ISBN 978-0-201-32841-7.
Goldstein, Herbert; Charles P. Poole; John L. Safko (2002). Classical Mechanics (3rd изд.). Addison Wesley. ISBN 978-0-201-65702-9.
Kibble, Tom W.B.; Berkshire, Frank H. (2004). Classical Mechanics (5th ed.). Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-424-6.
Kleppner, D.; Kolenkow, R.J. (1973). An Introduction to Mechanics. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-035048-9.
Landau, L.D.; Lifshitz, E.M. (1972). Course of Theoretical Physics, Vol. 1 – Mechanics. Franklin Book Company. ISBN 978-0-08-016739-8.
Morin, David (2008). Introduction to Classical Mechanics: With Problems and Solutions (1st изд.). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-87622-3.
Gerald Jay Sussman; Jack Wisdom (2001). Structure and Interpretation of Classical Mechanics. MIT Press. ISBN 978-0-262-19455-6.
O'Donnell, Peter J. (2015). Essential Dynamics and Relativity. CRC Press. ISBN 978-1-4665-8839-4.
Thornton, Stephen T.; Marion, Jerry B. (2003). Classical Dynamics of Particles and Systems (5th ed.). Brooks Cole. ISBN 978-0-534-40896-1.