مفهوم الحركة وانواعها
تطرح المقالة مفهوم الحركة الدقيقة وأنواعها المختلفة في مختلف أنواع الكائنات الحية، حيث إن الحركة هي شيء يتحسن مع التقدم في العمر، فالطفل الصغير يصدر حركات أساسية مثل التدحرج والزحف ثم المشي في النهاية، ولكن هل فكرت يومًا كيف يحدث ذلك؟ .
مفهوم الحركة
تعرف الحركة بأنها تغير المواقع أو المراكز أو مجموعة من الأشخاص الذين لديهم هدف مشترك أو تطور أو تغيير يحدث. ومن أمثلة الحركة رفع الذراع فوق الرأس أو الانتقال من مكان إلى آخر مع القيام بمهام مختلفة .
بمعنى آخر، يُطلق مصطلح الحركة على التغيير في موضع أي كائن، وفي الجسم البشري، يحدث هذا التغيير عندما تحدث حركة في مجموعة من أجزاء الجسم، ويمكن تعريف الحركة أيضًا على أنها التغيير الذي يحدث في موضع الكائن الحي ككل .
الحركة والسرعة
السرعة هي المسافة التي يقطعها الجسم في كل وحدة من الزمن، وهي مقياس لمدى سرعة حركة الجسم. والسرعة هي الكمية العددية التي تمثل حجم متجه السرعة، ولا تمتلك السرعة اتجاها، ولكن السرعة العالية تعني أن الجسم يتحرك بشكل أسرع، بينما السرعة المنخفضة تعني أن الجسم يتحرك بشكل أبطأ، وإذا لم يتحرك الجسم على الإطلاق، فإن سرعته تكون صفر .
اثر الحركة على الجسم
تتبع حركة جسم الإنسان قوانين نيوتن للحركة، حيث تنص القوانين على:
- يظل الجسم الثابت في حالة الراحة حتى يتأثر بقوة خارجية، في حين يبقى الجسم المتحرك في حالة الحركة بسرعة ثابتة حتى يتأثر بقوة خارجية. وتتمثل القوة الخارجية في مجموع التأثيرات على الكائن المعني .
- لا يعني وجود قوى تعمل على جسم ما بالضرورة وجود قوة خارجية، فقد يكون هناك قوى متساوية في الحجم ولكنها تعمل في اتجاهين معاكسين، مما يسمح لها بالتعادل وإلغاء بعضها البعض .
- الاحتكاك هي القوة التي تسببها حركة جسم في محيطه، حيث تعمل على إبطاء الأشياء والجسم المتحرك عندما لا يوجد أي قوة خارجية تعمل عليه .
- الانحراف الذاتي هو تميل الجسم المتحرك إلى الاستمرار في الحركة، ويعتمد الانحراف الذاتي على الكتلة، ولذلك فإنه من الصعب تغيير اتجاه جسم ثقيل في الحركة أكثر من تغيير اتجاه جسم خفيف في الحركة .
- عند انقباض العضلات، تطبق قوة شد داخلية على العظم مما يؤدي إلى الحركة، وتنشأ قوى خارجية خارج الجسم، فعلى سبيل المثال، عند السقوط، تؤثر قوة الجاذبية بدفع الجسم إلى الأسفل.
انواع الحركة
الحركة الانتقالية
تعرف الحركة الانتقالية على أنها حركة الجسم من مكان إلى آخر، حيث يقطع الجسم مسافة معينة خلال فترة زمنية محددة، أو هي الحركة التي ينتقل بها الجسم من نقطة إلى أخرى في الفضاء، ويعد حركة الانتقالية على سبيل المثال حركة رصاصة تطلق من بندقية.
الحركة الانتقالية هي الحركة التي يتحرك فيها جميع نقاط الجسم المتحرك بشكل موحد في نفس الخط أو الاتجاه. إذا كان الكائن يتحرك بحركة انتقالية، فإنه لا يتغير اتجاهه بالنسبة لنقطة ثابتة. على سبيل المثال، القطار يسير على السكة، والإنسان يمشي على الطريق، والطيور تحلق في السماء .
في هذا النوع من الحركة، ينتقل الكائن على خط مستقيم عندما يتحرك بشكل مستقيم، وعندما يكون موضع الكائن معروفًا في وقت معين، تكون حركته معروفة، وتتمتع جميع نقاط الكائن بسرعات وتسارعات متماثلة في الحجم والاتجاه في كل لحظة من الزمن .
جميع النقاط تصف مسارات متطابقة، وبذلك نعني أن المسارات ستتزامن عند وضعها فوق بعضها البعض، ويظل اتجاه الجسم ثابتا بالنسبة للمحور الثابت، وتكون السرعات النسبية بين أي جزيئتين من الجسم متساوية .
الحركة الغير انتقالية
الحركة غير الانتقالية أو الدورانية هي حركة تحدث عندما تكون السرعات النسبية بين أي جزيئين في الجسم غير صفرية. عند الانتقال من الحركة الانتقالية إلى الحركة الدورانية، فإن العديد من المفاهيم لا تتغير فعليًا على الإطلاق، إذ يمكن فقط استبدال الكميات المتعدية بكميات دوارة.
على سبيل المثال ، ينص قانون نيوتن الأول على أن الجسم المتحرك يبقى في حالة حركة ، والجسم في حالة راحة يبقى في حالة راحة ما لم يتم التصرف بناء عليه من قبل قوة غير متوازنة ، عمليًا ، كل كمية في الحركة الانتقالية لها ما يعادل الدوران ، بدلًا من التسارع الخطي ، لدينا تسارع الدوران .
الحركة المتسارعة
فلنفترض أنك تقود سيارة على طريق سريع، وتسير بسرعة وتميل إلى الزيادة في السرعة، فعندما تتسارع لتلبية تدفق حركة المرور، فإنك تزيد من سرعتك في النهاية .
يُعَد هذا معدل التغيُّر في السرعة مع مرور الوقت، حيث الطريقتان الوحيدتان للتسارع هما تغيير السرعة أو تغيير الاتجاه، وإذا زادت سرعة الجسم مع مرور الوقت، يزداد تسارعه، وإذا انخفضت سرعة الجسم معبر الوقت، يكون التسارع سالبًا .
تُنقسم الحركة إلى حركةٍ متسارعةٍ أو حركةٍ متسارعةٍ بشكلٍ غير منتظم، ويعتمد ذلك على كيفية تغيُّر السرعة مع مرور الوقت، وكذلك، إذا تغيُّرت السرعة بكمياتٍ متساويةٍ في فواصل زمنيةٍ متساويةٍ فهي سرعةٌ موحدة، وإذا تغيرت السرعة بكمياتٍ غير متساويةٍ فإنها سرعةٌ غير موحدةٍ .
على الرغم من أن الحركة بسرعة ثابتة لا تعني عدم وجود تسارع، فإن الجسم المتحرك بسرعة ثابتة في دائرة يتغير تسارعه في كل لحظة، وبالتالي لا يساوي الصفر .
السرعة هي السرعة التي يتحرك بها شيءٌ في اتجاهٍ واحد، ويمكن قياس سرعة سيارةٍ تسير شمالًا على طريق سريعٍ رئيسي وسرعة الصاروخ في الفضاء باستخدام المصطلح `السرعة` .
تحتوي السرعة على حجم واتجاه، وأي تغيير في أيٍ من هذين العاملين يؤدي إلى تغيير في السرعة، حيث يمكن للتسارع أن يحدث نتيجة تغيير في السرعة أو اتجاهها أو كليهما، ويمكن أن يكون التسارع إيجابيًا أو سلبيًا أو يساوي الصفر .
الحركة الدورانية
تعرف الحركة الدورانية على أنها دوران الكائن حول محور داخلي بطريقة مستمرة، أو دوران الجسيمات حول نقطة ثابتة في الفضاء، ومن الأمثلة على ذلك:
- دوران العجل حول محورها في السيارات .
- السرعة الثابتة لدوران الأرض حول محورها .
- دوران قمر صناعي حول كوكب .
- حركة أيون في السيكلوترون
- حركة البندول .
الحركة الدائرية هي حركة دورانية يتحرك فيها كل جسيم من الجسم الدوار في مسار دائري حول محور. يتم عرض هذه الحركة من خلال الأمثلة السابقة ، تظل سرعة الدوران ، أو السرعة الزاوية ، ثابتة في حركة دائرية موحدة ، تحدث حالة خاصة للحركة الدائرية عندما يتحرك الجسم الدوار مع تسارع زاوي ثابت .
هذا هو أيضًا السبب في سرعة دوران الأعاصير، إذ يدور الهواء بشكل عام في دائرة نصف قطرها كبير قبل تشكل الإعصار، ولكن في حالة انخفاض نصف القطر، يزداد سرعة الدوران حتى تتحول إلى عاصفة بقوة مذهلة .