Кіріспе

Күшке ие болып, қозғалыс тудыратын құралдар

Қозғалыс – бұл дененің орын ауыстыруын өзгерту үшін итеру немесе тартудың кез келген комбинациясы арқылы күшті жасау, әдетте ол қатты дене (немесе буындармен жалғанған қатты дене) болады, бірақ сұйыққа да қатысты болуы мүмкін. Бұл термин латын тіліндегі екі сөзден шыққан: pro – «алдында» немесе «алға», ал pellere – «қозғау» деген мағынаны білдіреді. Қозғалтқыш жүйе – механикалық қуат көзінен және күшті қозғалтқыш күшке айналдыратын құралдан (қозғалтқыш) тұрады. Гитараның ішегін тартып, дірілдемелі орын ауыстыруды тудыру – гитара ішегін қозғаудың техникалық түрі болып табылады, бірақ бұл көбінесе осы терминологияда көрсетілмейді, тіпті адам бұлшық еттері саусақтарды қозғалтса да. Гравитациялық өріс арқылы қозғалатын дененің қозғалысына өріс әсер етеді, ал кейбір физиктер гравитациялық өріс дененің үстіне күш түсіреді дейді, бірақ терең теориялық себептерге байланысты физиктер қазір кеңістікте еркін қозғалатын дененің қисық жолын гравитациямен қалыптасқан, қозғалтқыш күш әсерінен таза қозғалыс ретінде қарастырады (осы тұрғыдан алғанда, құлайтын алма қозғалтқышсыз деп есептеледі, ал алманы жерде тұрып бақылаушы Жер бетінің реакциялық күшімен қозғалады). Биологиялық қозғалтқыш жүйелер жануарлардың бұлшық еттерін қуат көзі ретінде, ал қанаттар, қанаттар немесе аяқтар сияқты мүшелерді қозғалтқыштар ретінде пайдаланады. Технологиялық жүйе қозғалтқыш немесе моторды қуат көзі ретінде (көбінесе қуат станциясы деп аталады) және күшті жасау үшін дөңгелектер мен осьтер, винттер немесе қозғалтқыш соплосын пайдаланады. Моторды осьтерге, дөңгелектерге немесе винттерге қосу үшін муфталар немесе беріліс қораптары сияқты құраулар қажет болуы мүмкін. Технологиялық/биологиялық жүйе механикалық құрылғыны қуаттандыру үшін адамның немесе үйретілген жануардың бұлшық еңбегін пайдалана алады. Шағын нысандар, мысалы, оқтар, жоғары жылдамдықпен қоздырылса, снарядтар деп аталады; жоғары жылдамдықпен қоздырылатын, көбінесе баллистикалық траекториямен ұшатын үлкен нысандар зымырандар немесе ракеталар деп аталады. Бұрылыс қозғалысына әсер ету де техникалық тұрғыдан қозғалыс түрі болып табылады, бірақ сөйлеу кезінде автомобиль механігі қозғалтқыш цилиндріндегі ыстық газдар поршенді (орын ауыстыру қозғалысы) қоздырады деп сипаттағанды жөн көреді, ол краншафтты (бұрылыс қозғалысы) қозғайды, ал краншафт дөңгелектерді (бұрылыс қозғалысы) қозғайды, содан кейін дөңгелектер машинаны алға жылжытады (орын ауыстыру қозғалысы). Күнделікті сөйлеуде қозғалыс кеңістікте орын ауыстырумен байланысты, бұрылыс немесе діріл сияқты локальды қозғалыс түрлерінен гөрі. Мысалы, айналатын бейсболдың ішкі кернеуі бейсболдың бетін синусоидты немесе спиральді траекториямен қозғайды, бұл күштер болмағанда болмас еді; бұл күштер Ньютон механикасынан қозғалыс туралы техникалық анықтамаға сәйкес келеді, бірақ олар көбінесе осы тілде айтылмайды.

Әуемен қозғалыс

Әуе кемесінің қозғалту жүйесі әдетте әуе кемесінің қозғалтқышынан және итеру күшін жасау құралынан, мысалы, винт немесе итеру соплосынан тұрады. Әуе кемесінің қозғалту жүйесі екі мақсатқа қол жеткізуі керек. Біріншіден, қозғалту жүйесінен туындайтын итеру күші, ұшақ круиздік режимде ұшқанда, оның қарсылығын теңестіруі тиіс. Екіншіден, ұшақты үдету үшін қозғалту жүйесінен туындайтын итеру күші, ұшақтың қарсылығынан басып озуы керек. Итеру күші мен қарсылық арасындағы айырмашылық, яғни артық итеру күші, неғұрлым жоғары болса, ұшақ соғұрлым жылдам үдейді. Жақында сұйытылған табиғи газбен (СЖГ) жұмыс істейтін қозғалтқыштардың дамуы, олардың төмен эмиссиясы және экономикалық тиімділігі үшін мойын соғып бағаланады.

Ғарыш

Ғарыш кемелерін жылдамдату – ғарыш кемелері мен жасанды спутниктерді жылдамдатуға қолданылатын кез келген әдіс. Әртүрлі әдістер бар. Әр әдістің артықшылықтары мен кемшіліктері болады, және ғарыш кемелерін жылдамдату – зерттеудің белсенді саласы. Дегенмен, бүгінгі таңда көптеген ғарыш кемелері көліктің артқы бөлігінен газды өте жоғары жылдамдықпен, дыбыс жылдамдығынан асып түсетін де Лаваль соплосы арқылы шығару арқылы жылдамдатылады. Мұндай қозғалтқыш – зымыран қозғалтқышы. Қазіргі барлық ғарыш кемелері ұшу үшін химиялық зымырандарды (екі компонентті немесе қатты отынды) пайдаланады, бірақ кейбіреулері (мысалы, Пегасус зымыраны және SpaceShipOne) алғашқы сатысында ауадан отын алатын қозғалтқыштарды қолданған. Көптеген спутниктерде орбитада тұрақтап қалу үшін қарапайым, сенімді химиялық қозғалтқыштар (көбінесе бір компонентті зымырандар) немесе резистоджеттік зымырандар болады, ал кейбіреулері кеңістіктік бағытты басқару үшін инерциялық дөңгелектерді пайдаланады. КСРО блогының спутниктері ондаған жылдар бойы электрлік жылдамдатуды қолданды, ал жаңа батыс геостационарлық ғарыш кемелері оларды солтүстік-оңтүстік бағытта орбитада тұрақтап қалу және орбита биіктігін арттыру үшін қолдана бастады. Планетааралық кемелер көбінесе химиялық зымырандарды пайдаланады, бірақ кейбіреулері иондық және Холл эффектілі қозғалтқыштарды (электрлік жылдамдатудың екі түрі) сәтті қолданды.

Кабель

Кабельдік жол – көлік құралдарын тартып немесе оларды тұрақты жылдамдықпен түсіру үшін кабельдерді пайдаланатын әртүрлі көлік жүйелерінің бірі. Бұл терминология осы жүйелердегі көлік құралдарына да қатысты. Кабельдік жол көліктерінің өзіндік қозғалтқышы және двигателі болмайды, олар бортында қозғалтқышы жоқ кабель арқылы тартылады.

Жануар

Жануарлардың қозғалысы – жануардың өзін-өзі жылғасымен қозғалуы, оның ішінде жүгіру, жүзу, секіру және ұшу сияқты түрлері бар. Жануарлар тамақ табу, жұптасу, қолайлы микроорталық іздеу және жыртқыштардан қашу сияқты әртүрлі себептермен қозғалады. Көптеген жануарлар үшін қозғалу қабілеті тірі қалу үшін маңызды, сондықтан табиғи іріктеу қозғалатын организмдердің қозғалыс әдістері мен механизмдерін қалыптастырды. Мысалы, ұзақ қашықтықтарға көшіп жүретін жануарлар (Арктикалық кезқұйрық сияқты) әдетте бірлік қашықтыққа өте аз энергия жұмсайтын қозғалыс механизміне ие, ал жыртқыштардан қашу үшін жиі жылдам қозғалуы тиіс көшпес жануарлар (мысалы, бақалар) қымбатқа түсетін, бірақ өте жылдам қозғалысқа бейім. Жануарлардың қозғалысын зерттеу әдетте биомеханиканың бір саласы болып есептеледі. Қозғалысқа энергия жұмсау үшін үйкеліс, инерция, гравитация және қарсылық күштерін жеңу қажет, бірақ көп жағдайда осы факторлардың кейбіреулері еленбейді. Құрлықта гравитацияны жеңу қажет, бірақ ауаның қарсылығы одан әлдеқайда аз. Суда болса, үйкеліс (немесе қарсылық) басты қиындыққа айналады, ал гравитацияның әсері азаяды. Табиғи жүзу қабілетіне ие жануарлар тік күйде тұру үшін көп энергия жұмсамайды, бірақ кейбіреулері батып, су бетінде қалу үшін энергия жұмсауы тиіс. Ұшу кезінде де қарсылық мәселе тудыруы мүмкін, және құстардың аэродинамикалық тұрғыдан тиімді дене пішіні осыны көрсетеді. Бірақ ұшу, судағы қозғалыстан өзгеше мәселе тудырады, себебі ешбір тірі организмнің тығыздығы ауадан төмен болмайды. Мүшесіз организмдер құрлықта қозғалғанда беткейлік үйкеліске қарсы күресуі керек, бірақ гравитацияны жеңу үшін әдетте көп энергия жұмсамайды. Жануарлардың қозғалысын зерттеуде Ньютонның үшінші заңы кеңінен қолданылады: дененің күйі тыныш болса, алға жылжу үшін жануар бір нәрсені артқа итеруі керек. Құрлықтағы жануарлар қатты жерді итеруі керек, ал жүзуші және ұшатын жануарлар сұйықтықты (су немесе ауа) итеруі керек. Қозғалыс кезінде күштердің қаңқа жүйесінің құрылысына әсері, сондай-ақ қозғалыс пен бұлшықет физиологиясының өзара байланысы, жануарлардың қозғалысын қамтамасыз ететін құрылымдар мен механизмдердің мүмкіндіктерін және шектеулерін анықтауда маңызды.