Mișcarea de translație este mișcarea unui obiect fără modificarea orientării acestuia față de un punct fix, spre deosebire de mișcarea de rotație, în care obiectul se rotește în jurul unei axe. Cu alte cuvinte, o săgeată pictată pe un obiect aflat în mișcare pură de translație ar continua să îndrepte în aceeași direcție; orice rotire ar determina schimbarea direcției săgeții. În lumea reală, cea mai mare parte a mișcării este o combinație a celor două. În spațiu, de exemplu, obiecte precum stelele, planetele și asteroizii își schimbă constant poziția unul față de celălalt, dar se rotesc invariabil. Înțelegerea mișcării de translație joacă un rol cheie în fizica de bază și în înțelegerea comportamentului obiectelor în mișcare în general, de la atomi la galaxii.
În teorie, mișcarea pură de translație nu trebuie să implice deplasarea în linie dreaptă. Este posibil ca un obiect să se miște pe o cale curbă fără a-și schimba orientarea; cu toate acestea, în majoritatea situațiilor din viața reală, o schimbare de direcție ar implica rotirea pe o axă, cu alte cuvinte, rotație. În aeronautică, mișcarea de translație înseamnă mișcare de-a lungul unei linii drepte, înainte sau înapoi, la stânga sau la dreapta și în sus sau în jos. Când un avion se învârte în jurul unui aeroport, își schimbă continuu orientarea și suferă un anumit grad de rotație.
Dinamica translațională
Studiul mișcării de translație este cunoscut sub numele de dinamică de translație și utilizează o serie de ecuații pentru a analiza mișcarea obiectelor și modul în care acestea sunt afectate de diferite forțe. Instrumentele folosite pentru a studia mișcarea includ legile mișcării lui Newton. Prima lege, de exemplu, afirmă că un obiect nu își va modifica mișcarea decât dacă o forță acționează asupra lui, în timp ce a doua lege spune că forța este egală cu masa înmulțită cu accelerația. Un alt mod de a spune acest lucru este că accelerația este egală cu forța împărțită la masă, ceea ce înseamnă că este mai greu să schimbi mișcarea de translație a unui obiect masiv decât a unuia mai puțin masiv. Forțele care pot acționa asupra unui obiect includ gravitația și frecarea.
Atomi și molecule
La nivel molecular, temperatura unei substanțe poate fi definită în mare măsură în ceea ce privește mișcarea de translație a atomilor sau moleculelor sale. Rotația joacă, de asemenea, un rol asupra mișcării moleculare, dar nu este importantă din punct de vedere al temperaturii. Dacă se aplică căldură unui solid, energia electromagnetică este convertită în energie cinetică, deoarece moleculele sale se vor mișca mai repede. Acest lucru îi crește temperatura și îl poate determina să se extindă în volum. Dacă se aplică suficientă căldură, materialul se va topi în stare lichidă și în cele din urmă va fierbe pentru a forma un gaz, pe măsură ce viteza medie a moleculelor crește.
Moleculele dintr-o substanță supusă căldurii se comportă în conformitate cu legile mișcării lui Newton. Moleculele cu mai multă masă necesită mai multă forță pentru a-și crește viteza. Prin urmare, substanțele mai grele vor necesita de obicei mai multă căldură pentru a le face să se topească sau să fierbe. Cu toate acestea, alte forțe pot acționa și asupra moleculelor pentru a le reține, așa că această regulă nu este întotdeauna valabilă. Apa, de exemplu, are un punct de fierbere mai mare decât ar fi de așteptat pentru greutatea sa moleculară din cauza legăturilor de hidrogen care țin moleculele împreună.
Mișcarea la nivel macroscopic
Majoritatea mișcării din lumea fizică este o combinație de mișcare de translație și mișcare de rotație, în care cea din urmă controlează direcția pe axă, în timp ce prima propulsează obiectul în acea direcție. Corpul uman se mișcă cu o combinație a acestor două tipuri de mișcare. Membrele se rotesc pe articulații, oferind un impuls pentru mișcarea direcțională, cum ar fi mersul. Oamenii pot merge în acest fel pe pante diferite fără a-și schimba orientarea generală.
Experimentele au determinat că mișcarea combinată de translație și rotație este mai eficientă din punct de vedere al energiei cinetice decât translația singură. Mișcarea de translație pură creează frecare constantă împotriva suprafețelor înconjurătoare, chiar și a aerului, provocând o pierdere mai mare a energiei cinetice și a impulsului în timp. Adăugarea mișcării de rotație reduce frecarea, permițând energiei cinetice să persistă pentru o perioadă mai lungă. De exemplu, o roată care rulează de-a lungul unei suprafețe demonstrează ambele tipuri de mișcare și experimentează mult mai puțină frecare decât ar fi cazul dacă ar fi împinsă fără nicio rotație.