Fizinis kūnas: kas tai yra fizikoje ir biologijoje?
Fizikoje fizinis kūnas (kartais vadinamas tiesiog kūnu ar net objektu) yra masių rinkinys, jei į jį žiūrime kaip į vieną objektą. Tai apibrėžimas, naudojamas klasikinėje mechanikoje ir kitose fizikos srityse: vietoje kiekvienos atskiros dalelės sprendžiant judėjimo ar jėgų problemas, matome visą kūną kaip vienetą.
Tokio požiūrio taikymas priklauso nuo mastelio ir tikslų. Kai kūnas yra mažesnis nei nagrinėjamo reiškinio ilgis ar laikas, jį galima laikyti taškine mase (viena masės koncentracija). Kitais atvejais svarbu, kad kūnas būtų kietas (nekeičia formos) arba deformuojamas (keičiantis forma), ir naudojama atitinkama mechanikos teorija — rigid body mechanika arba continuum mechanics. Svarbūs fizikiniai dydžiai, apibūdinantys fizinius kūnus, yra masė, tūris, tankis, forma, centras masės ir inercijos momentas. Taip pat nagrinėjami išoriniai poveikiai — jėgos, momentai, energijos mainai ir tarpusavio sąveikos su kitais objektais.
Pavyzdžiui, kriketo kamuolys gali būti suprantamas kaip objektas, tačiau kamuolys taip pat susideda iš daugybės dalelių (materijos gabalėlių). Fizinė analizė gali imituoti kamuolį kaip kietą kūną, kai nagrinėjame smūgius arba skriejimą, arba naudoti sudėtines dalelių modelius, jei reikia tirti žaizdų atsiradimą ar medžiagos pažeidimus.
Fizikos terminų santrauka
- Taškinė masė — supaprastinimas, kai kūnas laikomas vienu mase.
- Kietas kūnas — dalelių atstumai tarpusavyje nekinta (nenaudojant elastingumo aprašymo).
- Deformuojamas kūnas — medžiagos dalelės gali judėti viena kitos atžvilgiu; taikoma elastingumo ir plastinės deformacijos teorija.
- Continuum modeliai — medžiaga laikoma tęstine terpė, kai nereikalingas atskirų dalelių modeliavimas.
- Centras masės ir inercijos momentas — svarbūs judėjimo ir stabilumo skaičiavimams.
Biologijoje
Žmogaus ir gyvūno fizinį kūną sudaro organai ir audiniai ir jis yra visos gyvosios būtybės dalis. Biologiniu požiūriu „kūnas“ reiškia organizuotą gyvos medžiagos visumą, kurią sudaro ląstelės, tarpląstelinė medžiaga, audinių ir organų sistemos, aprūpinančios energija ir vykdančios gyvybines funkcijas.
Gyvo organizmo kūnas pasižymi keletu būdingų bruožų: metabolizmu (medžiagų apykaita), augimu ir vystymusi, gebėjimu reaguoti į aplinkos dirgiklius, reprodukcija ir homeostazės palaikymu (vidinės aplinkos stabilizavimas). Kūno paviršius ar anatominių ribų apibrėžtis (pvz., oda) atskiria vidinę terpę nuo išorinės aplinkos ir reguliuoja mainus su aplinka.
Žmogaus atveju fizinis kūnas dažnai aptariamas kartu su psichologiniu ar dvasiniu komponentu — tai kultūrinė, filosofinė ir medicininė diskusija apie kūno ir proto santykį. Medicinoje ir biologijoje aiškinama, kaip audiniai ir organai funkcionuoja kartu (fiziologija), kaip jie yra sudaryti (anatomija) ir kaip ligos gali trukdyti šiems procesams.
Kūnų įvairovė ir persidengimai
Reikėtų pabrėžti, kad fizikos ir biologijos sąvokos kartais persidengia: biologinis kūnas yra taip pat fizinis objektas, todėl jį galima tirti fizikos metodais (pvz., biomechanika, biofizika). Tačiau biologinė analizė akcentuoja sudėtingą organizaciją, chemines ir biologines funkcijas, kurios netelpa į paprastą mechaninį kūno apibrėžimą.
Apibendrinant: „fizinis kūnas“ fizikoje — tai supaprastintas masių ir formos modelis, reikalingas mechaniniams skaičiavimams; biologijoje — organizuotos gyvos medžiagos visuma, turinti struktūrą, funkcijas ir reguliavimo mechanizmus. Abi reikšmės papildo viena kitą ir dažnai naudojamos kartu tarpdisciplininiuose tyrimuose.
