علم الحركة هو أحد فروع الفيزياء والميكانيكا الكلاسيكية. وتصف مصطلحات علم الحركة حركة النقاط والأشياء دون الإشارة إلى أسباب الحركة أي القوى. كما يشار إلى دراسة علم الحركة بسم “هندسة الحركة”. ولوصف الحركة، يدرس علم الحركة مسارات النقاط والخطوط والأشياء الهندسية الأخرى، بالإضافة إلى خصائصها التفاضلية مثل السرعة والتسارع.
مصطلحات علم الحركة
يستخدم علم الحركة في الفيزياء الفلكية لوصف حركة الأجرام والأنظمة السماوية. كذلك في الهندسة الميكانيكية، يتم استخدام علم الحركة في صنع الروبوتات وفي الميكانيكا الحيوية لوصف حركة الأنظمة المكونة من أجزاء متصلة مثل المحرك والذراع الروبوتية أو الهيكل العظمي لجسم الإنسان. ويتأي مصطلح علم الحركة “kinematics” من الكلمة اليونانية “kinesis” والتي تعني الحركة.
قد يهمك أيضًا: تعريف علم الحركة
الفراغ Space
قد يهمك أيضًا: فروع علم الفيزياء
الفراغ هو حيّز من المكان خالي من أي مادة، حتى من جزيئات الهواء. لذلك فإنه موقع ذو إحداثيات مكانية. ويكون ضغط الفراغ أقل بكثير من الضغط الجوي. ولكن على الرغم من ذلك لا يوجد أي فراغ كامل لأنه لم يتمكن أحد حتى الآن من إفراغ حيّو من كل جزيئات الهواء الموجودة به. بالتالي فإن الفراغ يحدث في أي حيّز مغلق حينما يكون الضغط بداخله أقل من الضغط خارجه وضغط الهواء العادي.
الزمن Time
الزمن هو أحد أهم مصطلحات علم الحركة فهو ضروري لوصف أي نوع من الفيزياء لأن التفاعلات تحدث بمرور الزمن. لذلك فإنه يعرف بأنه تطور الأحداث من الماضي إلى الحاضر إلى المستقبل. وفي الأساس إذا كان النظام لا يتغير بمرور الزمن فإنه خالد. ويمكن اعتبار الزمن هو البعد الرابع للواقع. كما يستخدم الزمن لوصف الأحداث في الفضاء ثلاثي الأبعاد. بالتالي فالزمن ليس شيئًا يمكننا رؤيته أو لمسه أو تذوقه لكن يمكننا قياس مروره.
قد يهمك أيضًا: تعريف علم الفيزياء
الزمكان Spacetime .. مصطلحات علم الحركة
الزمكان هو دمج لمصطلحي الزمان + المكان أي أنه مفهوم واحد يعترف باتحاد الزمان والمكان. وببساطة شديدة إذا كنا نخطط لأي حدث فإننا نمنح هذا الحدث مساحة و وقت. بالتالي بدون إحداثيات المكان والزمان المناسبة لن يحدث أبدًا هذا الحدث. لذلك فإن جميع الأحداث تحدث داخل سلسلة الزمكان. كما أن الزمكان هو الفضاء بأبعاده الأربعة؛ حيث أن الأبعاد الثلاثة المعروفة هي الطول والعرض والارتفاع، والزمن هو البعد الرابع للفضاء فلا وجود لأي شيء أو أي حدث خارج نطاق الزمكان.
البُعد Dimension
البُعد هو أحد مصطلحات علم الحركة التي تشير إلى إحداثيات مكان ما. لذلك فإنه عبارة عن قياس حجم أو مسافة كائن أو منطقة أو مساحة في اتجاه واحد. بعبارة أبسط، البُعد هو قياس الطول والعرض والارتفاع لأي شيء حيث يمكن أن يكون لكائن أو محيط أو مساحة. كما ينقسم إلى ثلاثة أبعاد هي:
- أحادي البعد 1D
- ثنائي الأبعاد 2D
- ثلاثي الأبعاد 3D
قد يهمك أيضًا: كيف تفهم مادة الفيزياء
المسافة Distance
المسافة هي قياس رقمي بين نقطتين أي عدد الوحدات بين نقطتين. وفي علم الحركة قد تشير المسافة إلى طول مادي أو تقدير يعتمد على معايير أخرى. كما يشار إلى المسافة من النقطة أ إلى النقطة ب باسم أب. كذلك تكون من المسافة من أ إلى ب قابلة للتبادل مع المسافة من النقطة ب إلى النقطة أ.
الإزاحة Displacement
الإزاحة هي البعد المكاني بين الشيء الذي يتحرك ونقطة انطلاقه. فقد تكون المسافة المقطوعة من مكان ما إلى مكان آخر والعودة إليه أخذ مسافة معينة. ولكن الإزاحة الإجمالية لدينا هي صفر حيث ننتهي إلى حيث بدأنا على الرغم من أننا قطعنا مسافة ما. لذلك فإن الإزاحة هي التغيير في موضع كائن ما. على سبيل المثال إذا ركض رجل حول مسار بيضاوي طوله 400 متر وتوقف في المكان المحدد الذي بدأ فيه فإن إزاحته الإجمالية تكون صفر؛ على الرغم من أنه ركض مسافة 400 متر ولكن لم يحدث أي تغير في موضعه وإنما انتهى إلى حيث بدأ.
قد يهمك أيضًا: هل تعلم عن الفيزياء
السرعة Speed
السرعة هي مقياس لمدى سرعة تحرك الجسم. كما أنها معدل تغير المسافة بالنسبة للزمن.لذلك فإنها تقاس بالمقدار والاتجاه وهنا فإنها تسمى بالسرعة المتجهة Velocity وتعني سرعة أو معدل الحركة في اتجاه معين.
التسارع Acceleration .. أهم مصطلحات علم الحركة
قد يهمك أيضًا: معلومات عن تخصص الفيزياء
التسارع هو التغير في السرعة بمرور الوقت. وهذا يعني أنه إذا تغيرت السرعة لجسم ما فذلك يعني أنه إما يتسارع أو يتباطأ أو يغير اتجاهه أو مزيجًا من كل ذلك. لذلك فإن التسارع هو معدل تغير السرعة المتجهة بالنسبة للزمن من حيث الاتجاه والسرعة.. كما أنه كمية فيزيائية متجهة أي أن له مقدار واتجاه.
