Mechanický pohyb

Mechanickým pohybem se ve fyzice označuje takový pohyb, při kterém dochází ke změně polohy tělesa, popř. hmotného bodu, vzhledem k jinému tělesu, popř. hmotnému bodu, za určitý časový interval, nebo také ke změně velikosti nebo tvaru tělesa. Pokud k mechanickému pohybu nedochází, tzn. neprobíhá změna tvaru nebo velikosti ani se nemění poloha tělesa vzhledem k jinému tělesu, říkáme, že těleso je v klidu. Klid je tedy pouze zvláštním případem pohybu. Pohyb (nebo klid) vzhledem k jinému tělesu označujeme jako relativní pohyb (klid).

Vzhledem k tomu, že klid (nebo pohyb) je vždy vztažen k určité vztažné soustavě, je klid vždy relativní. Žádné těleso nemůže být v klidu ve všech vztažných soustavách, tedy v absolutním klidu. Absolutní klid neexistuje. Popis pohybu tělesa je vždy závislý na volbě vztažné soustavy. V různých vztažných soustavách se pohyb bude jevit různě.

Vzdálenost, kterou těleso (hmotný bod) urazí při svém pohybu, se nazývá dráha.

Klasifikace mechanických pohybů

Mechanické pohyby lze dělit podle různých kritérií

Podle tvaru trajektorie

Podle tvaru trajektorie lze pohyby rozdělit na:

• křivočaré (obecné) – Trajektorií je obecná křivka, a to jak otevřená (např. parabola) tak i uzavřená (např. elipsa).
• přímočaré – Trajektorií je přímka.
• kruhové – Trajektorií je kružnice.
• periodické – Trajektorií je taková uzavřená křivka, že hmotný bod se při svém pohybu vrátí po určitém čase do výchozí polohy.

Podle dimenze prostoru, v němž pohyb probíhá

Podle dimenze prostoru, v němž pohyb probíhá lze pohyb dělit na

• lineární - všechny body tělesa se pohybují po rovnoběžných přímkách
• rovinný - všechny body tělesa se pohybují v navzájem rovnoběžných rovinách
• prostorový - jednotlivé body tělesa vytváří při svém pohybu (obecně různé) prostorové křivky

Hovoří se také o jednorozměrném, dvourozměrném, třírozměrné, popř. vícerozměrném pohybu.

Podle velikosti rychlosti

Podle velikosti rychlosti lze pohyby dělit na

• rovnoměrné - Velikost rychlosti se při rovnoměrném pohybu s časem nemění, ačkoliv se může měnit směr vektoru rychlosti. Příkladem takového pohybu může být rovnoměrný přímočarý pohyb, při kterém se nemění nejen velikost vektoru rychlosti, ale ani jeho směr. Vektor rychlosti je tedy konstantním vektorem a zrychlení je nulové. Trajektorií rovnoměrného přímočarého pohybu je přímka. Jiným příkladem je rovnoměrný pohyb po kružnici, při kterém se sice nemění velikost rychlosti, ale mění se její směr.

• nerovnoměrné - Velikost rychlosti se s časem mění. V závislosti na velikosti zrychlení může jít o pohyb zrychlený (je-li kladné) nebo zpomalený (je-li záporné) nebo zcela obecný. Je-li navíc zrychlení konstantní, jde o rovnoměrně zrychlený/zpomalený pohyb, typicky rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb.

Pohyb translační a rotační

Hmotný bod může vykonávat pouze translační (posuvný) pohyb, tj. pohyb, při kterém bod mění svoje místo v prostoru.

Těleso (nebo soustava hmotných bodů) může vykonávat nejen translační, ale také rotační (otáčivý) pohyb, tzn. pohyb, při kterém se těleso otáčí (rotuje) kolem nějaké osy.

Bezrozměrný bod nemůže rotovat kolem své vlastní osy, může pouze obíhat kolem nějakého středu, ležícího mimo něj (jde tedy o posuvný pohyb označovaný jako kruhový).

Mimo pohybu posuvného a otáčivého může těleso v rovině nebo v prostoru konat obecný pohyb, při kterém dva body tělesa opisují různé trajektorie - např. jeden přímku a druhý kružnici (ojnice klikového mechanismu).

Skládání pohybů

Pokud se těleso (hmotný bod) pohybuje v nějakém prostředí (např. pohyb člověka po povrchu Země), které se samo také pohybuje (např. pohyb Země kolem Slunce), pak pozorovatel nacházející se vně tohoto prostředí bude sledovat pohyb tělesa (v uvedeným příkladě tedy komplikovaný pohyb člověka kolem Slunce), který se označuje jako složený pohyb.

Tedy pozorovatel, který sleduje pohyb tělesa (hmotného bodu), jež koná několik pohybů současně, vnímá výsledný pohyb jako jediný plynulý pohyb po určité trajektorii. Výslednou polohu tělesa, které koná několik různých pohybů současně, lze určit z tzv. principu nezávislosti pohybů nebo též principu skládání (superpozice) pohybů, který říká:

Těleso (hmotný bod) v libovolném časovém okamžiku zaujme takovou polohu, jako by vykonal všechny dílčí pohyby nezávisle a v libovolném pořadí.

Příkladem složeného pohybu může být pohyb loďky plující napříč řekou, která ji unáší ve směru proudu. V tomto případě dochází ke složení pohybu loďky (tedy pohybu loďky po nehybné vodní hladině) a pohybu proudu řeky.

Princip superpozice se také velmi často používá k rozkladu pohybu do zvolených směrů.

Některé speciální pohyby

• Rovnoměrný přímočarý pohyb
• Nerovnoměrný přímočarý pohyb
• Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb
• Rovnoměrný pohyb po kružnici
• Rovnoměrně zrychlený pohyb po kružnici
• Nerovnoměrný pohyb po kružnici
• Rotace

Související články

• Trajektorie
• Kinematika