Pohyb (fyzika)

Rozbalit box

Obsah boxu

V fyzice je pohyb základní fyzikální jev, který se definuje jako změna polohy tělesa vzhledem k jinému tělesu (tzv. vztažné soustavě) v průběhu času. Studium pohybu je ústředním tématem mechaniky, která se snaží popsat pohyb, vysvětlit jeho příčiny (tj. síly) a předpovídat jeho budoucí vývoj.

---

Popis pohybu

Popis pohybu je doménou kinematiky, která se zabývá geometrickými a časovými aspekty pohybu bez ohledu na jeho příčiny. K popisu pohybu se používají následující základní pojmy:

• Vztažná soustava: Souřadnicový systém, vzhledem ke kterému se poloha tělesa určuje. Pohyb je vždy relativní k vybrané vztažné soustavě.
• Poloha: Místo, kde se těleso nachází v daném okamžiku.
• Trajektorie: Geometrická čára, kterou těleso opisuje během svého pohybu. Může být přímá (přímočarý pohyb) nebo zakřivená (křivočarý pohyb).
• Rychlost: Vektorová veličina, která udává, jak rychle a jakým směrem se těleso pohybuje. Je to změna polohy za čas.
• Zrychlení: Vektorová veličina, která udává změnu rychlosti tělesa za čas. Může se měnit velikost rychlosti nebo její směr.

---

Druhy pohybu

Pohyb lze klasifikovat podle různých kritérií:

Podle trajektorie

• Přímočarý pohyb: Trajektorie je přímá čára.
• Křivočarý pohyb: Trajektorie je zakřivená čára.
  • Kruhový pohyb: Speciální případ křivočarého pohybu po kružnici.

Podle rychlosti

• Rovnoměrný pohyb: Rychlost je konstantní (nulové zrychlení).
• Nerovnoměrný pohyb: Rychlost se mění.
  • Rovnoměrně zrychlený pohyb: Zrychlení je konstantní.

Podle počtu dimenzí

• Jednorozměrný pohyb: Pohyb podél čáry.
• Dvojrozměrný pohyb: Pohyb v rovině.
• Trojrozměrný pohyb: Pohyb v prostoru.

---

Příčiny pohybu (dynamika)

Zatímco kinematika popisuje, jak se těleso pohybuje, dynamika zkoumá, proč se pohybuje. Příčinami pohybu jsou síly.

• Síla: Je příčinou změny pohybu tělesa (změna rychlosti, tj. zrychlení). Podle Druhého Newtonova zákona platí: $$\vec{F} = m \vec{a}$$, kde $$\vec{F}$$ je výsledná síla, $$m$$ je hmotnost tělesa a $$\vec{a}$$ je jeho zrychlení.
• Inercie: Setrvačnost je vlastnost tělesa odporovat změně svého pohybového stavu. Popisuje ji hmotnost.

---

Pohyb v různých fyzikálních teoriích

Chápání pohybu se vyvíjelo s rozvojem fyzikálních teorií:

• Klasická mechanika: Popisuje pohyb makroskopických těles za běžných podmínek. Je aplikovatelný pro objekty od aut po planety.
• Relativistická mechanika: Zavedená Einsteinovou teorií relativity. Popisuje pohyb těles při rychlostech blízkých rychlosti světla, kde se mění čas, délka a hmotnost.
• Kvantová mechanika: Popisuje chování částic na atomové a subatomární úrovni. Zde částice vykazují vlnově-částicový dualismus a jejich poloha a hybnost nemohou být simultánně přesně určeny (Heisenbergův princip neurčitosti).

---

Pro laiky

Pohyb je prostě to, když se něco někam přesouvá. Třeba když auto jede, míč letí nebo list spadne ze stromu.

Ve fyzice se na to díváme velmi přesně:

• Říkáme, že se poloha věci mění vzhledem k něčemu jinému (např. auto se pohybuje vzhledem k silnice).
• Měříme, jak rychle se věc pohybuje (rychlost).
• A jestli zrychluje nebo zpomaluje (zrychlení).
• Taky se zajímáme, co ten pohyb způsobuje – a to jsou většinou síly, třeba jako když auto šlápne na plyn nebo když gravitace táhne kámen k zemi.

Pohyb je všude kolem nás a je to jedna z nejzákladnějších věcí, kterou věda zkoumá.

---