La fisica comprende un gran numero di argomenti, ma in fondo è lo studio di come le cose si muovono. A livello "macro" (riguardante le cose quotidiane e visibili, al contrario di "micro", o fenomeni atomici e subatomici) molti fisici e ingegneri classificano il movimento in quattro tipi fondamentali: lineare, rotatorio, alternativo e oscillante. Le macchine con parti mobili mostrano una o più di queste.

Notare che queste non devono essere confuse con le leggi di movimento; sono accettati in molte convenzioni, ma non rappresentano in alcun modo le categorie di ferro. Gli astronomi, per esempio, discutono spesso di moto in termini di rivoluzione, rotazione, espansione cosmica e sistemi orbitanti. I quattro tipi di movimento meccanico sono comunque un buon punto di partenza per imparare come vanno le cose da un punto all'altro nello spazio fisico in modi completamente familiari.

Movimento lineare (traslazionale)

Movimento lineare, a volte più largamente chiamato movimento traslazionale, è semplicemente lo spostamento di un oggetto da un punto nello spazio a un altro. Schematicamente, su un grafico tipico con assi x e y, se un punto si sposta dall'origine a (0, 0) fino al punto (3, 4), il teorema di Pitagora può essere usato per mostrare che il punto ha subito 5 unità di movimento lineare (la radice quadrata di 3 ^{2 + 4 2 è 5). Una freccia scattata da un arco subisce un movimento lineare.}

Molti oggetti sperimentano più di un tipo di movimento simultaneamente, con la forma predominante utilizzata come descrittore generale. Ad esempio, una palla da baseball lanciata da un lanciatore al ricevitore a 60 piedi di distanza ha subito un movimento di traslazione, ma la palla è probabilmente ruotata più volte lungo il suo percorso dal tumulo al piatto di casa.

Rotary (Rotational ) Motion

Quando qualcosa ruota, approssimativamente, ruota attorno a un cerchio. Un bambino in piedi in un punto di un parco giochi e che gira in cerchio fino a raggiungere il punto di partenza originale ha subito un movimento rotatorio, ma non ha bisogno di completare il cerchio perché ciò sia vero; il loro punto chiave è che il suo corpo ha ruotato attorno a un asse geometrico ben definito - in questo caso, uno che va dalla cima della sua testa a terra ai suoi piedi.


La rotazione è il fondamento del trasporto automobilistico. Per un'automobile nel suo insieme che deve essere tradotta da New York a Los Angeles, le sue ruote devono ruotare attorno agli assali dell'auto e molte parti interne del motore a combustione dell'automobile ruotano mentre funzionano. La Terra stessa ruota attorno al proprio asse tra il Polo Nord e il Polo Sud una volta quasi ogni 24 ore.

Movimento alternativo

Il movimento alternativo è correlato ad altre forme di movimento, in particolare al movimento oscillatorio. In questa forma di movimento, un oggetto viene tradotto, o spostato linearmente, in una direzione e quindi indietro lungo lo stesso percorso nella direzione opposta fino a tornare al suo punto di partenza; il ciclo viene quindi ripetuto. Un esempio è una sega elettrica. Un esempio meno ovvio è una persona che guida al lavoro e poi guida a casa lungo lo stesso percorso circa otto ore dopo, e poi si ripete questo giorno dopo giorno. Questi possono sembrare sforzi molto diversi, ma in realtà differiscono solo nelle scale di tempo e distanza; la sega può spostarsi di un'ampiezza di solo mezzo metro e percorrere il suo intero percorso in-out diverse volte al secondo, mentre un pendolare può viaggiare 20 miglia due volte al giorno.

Movimento oscillatorio

Le cose che si muovono in modo alternativo, ma con elementi di movimento rotatorio come oscillare, sono dette oscillanti. Un pendolo, che oscilla da un punto fisso di attacco e traccia un arco, è un classico esempio. Un irrigatore o una ventola oscillante fa la stessa cosa, eccetto che questi oscillano su un piano orizzontale piuttosto che su un piano verticale e sono alimentati da motori piuttosto che dalla gravità.

Per completezza, immagina un irrigatore di questo tipo montato sul retro di un'auto che traccia 120 gradi di arco mentre si muove avanti e indietro lungo un tratto di ferrovia di 50 metri. Questo dispositivo ha forme di movimento traslazionali, rotazionali, reciprocanti e oscillanti facilmente identificabili, e la maggior parte degli oggetti in movimento nel mondo reale mostrano più di una forma di movimento quando si muovono.