Judėjimas — tai būsena, kai keičiasi objekto padėtis laiko atžvilgiu, t. y. keičiama vieta, kurioje kas nors yra. Skrendantis paukštis ar einantis žmogus juda, nes jie per tam tikrą laiką pakeičia buvimo vietą iš vienos vietos į kitą. Judėjimą tiria fizika, o su juo susijusios disciplinos naudoja įvairius matinius ir eksperimentinius metodus.

Santykis ir atskaitos sistemos

Pavyzdžiui, Galileo Galilėjaus ir AlbertoEinšteino darbų dėka žinome, kad padėtis ir judėjimas yra reliatyvūs. Tai reiškia, kad objekto padėtis ir judėjimas priklauso nuo pasirinktos atskaitos sistemos (t. y. nuo to, kurias kitas kūnus laikome „stovinčiais“). Pvz., kamuolys gali būti 5 pėdų atstumu nuo dėžės, 3 pėdų atstumu nuo kėdės ir pėdos atstumu nuo stalo; kurį atstumą pavyzdžiui nurodysime, priklauso nuo to, nuo ko matuojame. Pagal Einšteiną, ypatingai dideliems greičiams arti šviesos greičio ar stipriems gravitaciniams laukams, laikas ir erdvė susipina ir jų matavimai priklauso nuo judančios atskaitos sistemos (specialioji ir bendroji reliatyvumo teorijos idėjos).

Greičio ir pagreičio apibrėžimai

Judėjimą kiekybiškai apibūdina keli pagrindiniai dydžiai:

  • Padėtis — objekto vieta pasirinktoje atskaitos sistemoje.
  • Kelias — nukeliautas atstumas (skaliarinė dydis).
  • Greiitis — vektorinė dydžio forma (vieta pasikeitimo greitis). Yra vidutinis ir momentinis greitis; momentinis greitis matematikoje apibrėžiamas kaip laikinis padėties pokytis per labai trumpą laiko intervalą (d/dt). Nuorodos: greičiu, greičiu.
  • Pagreitis — greičio pokytis per laiko vienetą (matuojamas, pavyzdžiui, m/s²). Pagreitį taip pat galima apibrėžti kaip antrąją padėties išvestinę pagal laiką.

Matematiškai trumpai: v = ds/dt, a = dv/dt. Dažniausi matavimo vienetai — metrai per sekundę (m/s) greičiui ir metrai per sekundę kvadratu (m/s²) pagreičiui.

Jėgos ir kiti veiksniai, lemiantys judėjimą

Judėjimą sukelia arba keičia išorinės jėgos. Svarbios sąvokos ir reiškiniai:

  • Gravitacija — trauka tarp masyvių kūnų, kuri veikia visur ir lemia laisvo kritimo pagreitį.
  • Magnetinė trauka ir atstūmimas — elektromagnetiniai poveikiai, galintys veikti judančius laidininkus ar magnetinius kūnus.
  • Trintis — slopinanti jėga, kuri mažina judėjimo greitį ir kaupiasi kaip šiluma.
  • Inercija — kūno savybė išlaikyti būseną judėti arba stovėti, susijusi su kūno mase.
  • Darbas ir energija — jėga, atlikusi darbo. Judančių kūnų kinetinė energija ir atliktas darbas susiję dėsningumais (darbo–energijos teorema).

Kinematika ir dinamika

Kinematika aprašo judėjimą neanalizuodama priežasčių (t. y. nagrinėja padėtį, greitį, pagreitį), o dinamika tiria jėgas, sukeliančias tas pokyčius (Newtono dėsniai — kaip pavyzdys). Praktikoje dažnai naudojami paprasti modeliai: laisvas kritimas, vienodas judėjimas, vienodas pagreitėjimas, harmoninis judėjimas ir kt.

Pavyzdžiai ir mastai

Savo kasdienybėje matome daug judėjimo pavyzdžių: vaikštančius žmones, važiuojančius automobilius, skrendančius paukščius. Moksliniu mastu judėjimas aprašomas ir mikroskopiniu bei astronominiu lygmeniu — nuo dalelių judėjimo iki planetų orbitų.

Šviesa juda maždaug 300 000 kilometrų per sekundę arba 186 000 mylių per sekundę greičiu; tai svarbus orientyras fizikoje ir reliatyvumo teorijoje.

Praktiniai pastebėjimai

  • Judėjimo apibrėžimas priklauso nuo pasirinktos atskaitos sistemos — tas pats objektas gali atrodyti stovintis vienoje sistemoje ir judantis kitoje.
  • Matuojant judėjimą svarbu pasirinkti aiškią koordinatę sistemą ir laiką kaip nepriklausomą kintamąjį.
  • Sudėtingesnėms situacijoms (pvz., santykinis judėjimas artimas šviesos greičiui) taikomos specialios teorijos ir transformacijos (pvz., Lorenco transformacijos specialiajame reliatyvume).

Apibendrinant, judėjimas yra pagrindinė fizikinių procesų savybė, kurią galima aprašyti ir prognozuoti naudojant kinematikos ir dinamikos principus, atsižvelgiant į išorines jėgas, atskaitos sistemą ir pradinius sąlygos. Su judėjimu siejami daug kitų reiškinių — nuo pagreičio iki gravitacijos, magnetinių jėgų ir trinties, kurie visi kartu lemia realų objektų elgesį.