モーション

古典力学は、光速よりはるかに遅い速度で運動する巨視的な物体（投射物から機械部品まで）の運動を記述するために用いられ、宇宙船、惑星、恒星、銀河などの天体にも適用されます。これらの領域において非常に正確な結果をもたらし、科学、工学、技術分野において最も古く、最も規模の大きい科学的記述の一つとなっています。

古典力学は、ニュートンの運動法則に根本的に基づいています。これらの法則は、物体に作用する力と物体の運動との関係を記述するものです。これらは、アイザック・ニュートン卿が著書『自然哲学の数学的原理』（Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica）の中で初めて体系的にまとめたもので、1687年7月5日に初版が出版されました。ニュートンの3つの法則は以下のとおりです。

1. 静止している物体は外部からの力が作用しない限り静止し続け、運動している物体は外部からの力が作用しない限り運動し続ける。（これは慣性の法則として知られている。）
2. 力 （${\displaystyle {\vec {F}}}$）は、時間の変化あたりの運動量の変化に等しい（${\displaystyle {\frac {\Delta m{\vec {v}}}{\Delta t}}}$) 質量が一定の場合、力は質量×加速度に等しくなります (${\displaystyle {\vec {F}}=m{\vec {a}}}$)
3. すべての作用には、それと等しく反対向きの反作用がある。（言い換えれば、ある物体が力を及ぼすと、必ず反作用が生じる。）${\displaystyle {\vec {F}}}$第二の物体（場合によっては静止している物体）に力が加わると、第二の物体は力を及ぼす。${\displaystyle -{\vec {F}}}$最初の遺体に戻る。${\displaystyle {\vec {F}}}$そして${\displaystyle -{\vec {F}}}$大きさが等しく方向が反対です。したがって、${\displaystyle {\vec {F}}}$（後ろに押し戻される。）^{[ 5 ]}

ニュートンの運動の3法則は、宇宙空間における軌道運動を理解するための数学的モデルを初めて正確に提供した法則であった。この説明によって、天体の運動と地球上の物体の運動が統一的に説明された。

現代の運動学は電磁気学の研究によって発展し、すべての速度を参照します${\displaystyle v}$光速に対する比率${\displaystyle c}$速度は、双曲線角であるラピディティとして解釈される。${\displaystyle \varphi }$双曲線正接関数${\displaystyle \tanh \varphi =v\div c}$加速度、つまり時間の経過に伴う速度の変化は、ローレンツ変換に従って速度を変化させます。力学のこの部分は特殊相対性理論です。重力を相対論的力学に組み込む努力は、W・K・クリフォードとアルバート・アインシュタインによって行われました。この発展では、微分幾何学を用いて重力のある曲がった宇宙を記述しました。この研究は一般相対性理論と呼ばれています。

量子力学は、物質（分子や原子）の原子レベルおよび素粒子（電子、陽子、中性子、さらに小さなクォークなどの素粒子）における物理的現実を記述する一連の原理です。これらの記述には、波動粒子二重性で説明されているように、物質と放射エネルギーの両方の波動性と粒子性の同時的な振る舞いが含まれます。^{[ 6 ]}

古典力学では、位置や速度など、物体の状態を正確に測定し予測することができます。量子力学では、ハイゼンベルクの不確定性原理により、位置や速度などの素粒子の完全な状態を同時に決定することはできません。^{[ 7 ]}

量子力学は、原子レベルの現象の運動を記述するだけでなく、超流動性、超伝導、嗅覚受容体の機能やタンパク質の構造を含む生物システムなどの大規模な現象を理解するのにも役立ちます。^{[ 8 ]}

時空（宇宙の構造）は膨張しており、宇宙のあらゆるものがゴムバンドのように伸びています。この動きは最も不可解で、物理的な動きではなく、宇宙の性質の根本的な変化です。この膨張の検証の主な根拠は、宇宙の膨張によって予測されたハッブルの法則として知られる、すべての銀河と遠方の天体が地球から遠ざかっていることを実証したエドウィン・ハッブルによって提供されました。^{[ 10 ]}

天の川銀河は宇宙空間を移動しており、多くの天文学者は、この運動の速度は、他の近傍銀河の観測位置に対して毎秒約 600 キロメートル (時速 1,340,000マイル)であると考えています。別の基準系は、宇宙マイクロ波背景放射によって提供されます。この基準系は、天の川銀河が毎秒約 582 キロメートル (時速 1,300,000マイル)で移動していることを示しています。^{[ 11 ]}  

天の川銀河は密度の高い銀河中心の周りを回転しており、そのため太陽は銀河の重力の中で円を描いて運動しています。中心の膨らみ、つまり外縁部から離れた場所では、恒星の典型的な速度は毎秒 210 ～ 240 キロメートル (時速 470,000 ～ 540,000マイル)です。^{[ 12 ]}すべての惑星とその衛星は太陽と共に運動しています。したがって、太陽系は運動しています。 

地球は自転または回転しています。これは昼と夜によって証明され、赤道では地球は東向きに毎秒 0.4651 キロメートル (1,040マイル)の速度で回転しています。^{[ 13 ]}地球はまた、太陽の周りを公転しています。太陽の周りを一周するのに 1 年、つまり約 365 日かかり、平均速度は約毎秒 30 キロメートル (67,000マイル)です。^{[ 14 ]}   

プレートテクトニクス理論によれば、大陸はマントル内の対流によって漂流しており、その結果、地球の表面を年間約2.54センチメートル（1インチ）というゆっくりとした速度で移動している。 ^{[ 15 ] [ 16 ]}しかし、プレートの速度は大きく異なる。最も速く移動するプレートは海洋プレートで、ココスプレートは年間75ミリメートル（3.0インチ）の速度で前進し^{[ 17 ]}、太平洋プレートは年間52～69ミリメートル（2.0～2.7インチ）の速度で移動している。その反対に、最も遅く移動するプレートはユーラシアプレートで、年間約21ミリメートル（0.83インチ）の典型的な速度で前進している。    

人間の心臓は、血液を全身に送り出すために定期的に収縮しています。体内の太い静脈や動脈では、血液は毎秒約 0.33 m の速度で流れていることがわかっていますが、かなりのばらつきがあり、大静脈のピーク流量は毎秒 0.1 ～ 0.45 メートル (毎秒 0.33 ～ 1.48フィート)であることがわかっています。^{[ 18 ]}さらに、中空の内臓の平滑筋も動いています。最もよく知られているのは蠕動運動で、消化された食物が消化管全体に押し出されます。さまざまな食物が体内を通過する速度は異なりますが、人間の小腸を通過する平均速度は毎時 3.48 キロメートル (時速 2.16マイル)です。^{[ 19 ]}人間のリンパ系も、余分な体液、脂質、免疫系関連物質を体内で絶えず移動させています。リンパ液は皮膚のリンパ毛細血管を約0.0000097 m/sの速度で移動することがわかっています。^{[ 20 ]}    

人体の細胞には、細胞内を移動する多くの構造物や細胞小器官があります。細胞質流動は、細胞が分子物質を細胞質全体に移動させる方法です。^{[ 21 ]}さまざまなモータータンパク質は細胞内で分子モーターとして機能し、微小管などのさまざまな細胞基質の表面に沿って移動します。モータータンパク質は通常、アデノシン三リン酸（ATP）の加水分解によって動力を得て、化学エネルギーを機械的な仕事に変換します。^{[ 22 ]}モータータンパク質によって推進される小胞は、約0.00000152 m/sの速度を持つことがわかっています。^{[ 23 ]} 

熱力学の法則によれば、絶対零度以上の温度であれば、物質のすべての粒子は絶えずランダムな運動をしている。したがって、人体を構成する分子や原子は振動し、衝突し、動いている。この運動は温度として感知できる。粒子の運動エネルギーが大きいほど温度が高くなり、触れた物体から神経に伝わる熱エネルギーを感知する人間は暖かく感じる。同様に、温度の低い物体に触れると、感覚は体から熱が奪われることを冷たさとして知覚する。^{[ 24 ]}

標準的な原子軌道モデルでは、電子は各原子の原子核の周りの領域に存在します。この領域は電子雲と呼ばれます。ボーアの原子モデルによれば、電子は高速で、周回する原子核が大きいほど、より速く移動する必要があります。電子が惑星が太陽の周りを公転するのと同じように、厳密な経路で電子雲の中を移動するとすれば、電子は光速をはるかに超える速度で移動する必要があります。しかし、この厳密な概念化（電子が巨視的な物体と同じように経路を移動する）に限定する理由はなく、むしろ電子は電子雲の範囲内で気まぐれに存在する「粒子」として概念化することができます。^{[ 25 ]}原子核内では、陽子と中性子も陽子の電気的反発と両粒子の角運動量の存在により、おそらく動き回っています。 ^{[ 26 ]}

観測者には、ある運動が光速を超えているように見えることがあります。これらの天体から放出される相対論的ジェットに沿って移動するエネルギーのバーストは、光速よりも大きいように見える固有運動を持つことがあります。これらの光源はすべて、高速で質量を放出するブラックホールを含んでいると考えられています。光のエコーも、見かけ上の超光速運動を生み出すことがあります。^{[ 29 ]}これは、運動が長距離で計算される方法が原因で起こります。多くの場合、計算では光速が有限であるという事実が考慮されていません。空を横切る遠方の物体の動きを測定する場合、遠方の物体からの光が私たちに届くまでに長い距離を移動する必要があるため、観測されたものと実際に起こったものの間に大きな時間遅延があります。上記の単純な計算の誤差は、物体が地球に向かう速度成分を持っている場合、物体が地球に近づくにつれてその時間遅延が小さくなるという事実から生じます。これは、上記で計算された見かけの速度が実際の速度よりも大きいことを意味します。同様に、物体が地球から遠ざかっている場合、上記の計算では実際の速度を過小評価することになる。^{[ 30 ]}