• Mitä on kinematiikka?
• Kinematiikan elementit
• Esimerkkejä kinematiikasta

Selitämme, mitä kinematiikka on ja mistä tämä fysiikan haara on peräisin. Kinematiikan elementit ja sovellusesimerkit.

fyysistä joka tutkii kiinteiden esineiden liikettä ja niiden liikerataa ajan funktiona ottamatta huomioon sitä motivoivien voimien alkuperää. Tätä varten nopeus otetaan huomioon (muutos siirtymä yksikköä kohti sää) ja kiihtyvyys (nopeuden muutos) liikkuvan kohteen.

Kinematiikan juuret juontavat juurensa tähtitiede muinaisina aikoina, jolloin tähtitieteilijät ja filosofit, kuten Galileo Galilei, havaitsivat liikettä pallojen kaltevilla tasoilla ja vapaassa pudotuksessa ymmärtääksesi sen liikkeen tähdet taivaallinen. Nämä tutkimukset sekä Nicolás Copernicuksen, Tycho Brahen ja Johannes Keplerin tutkimukset toimivat viitteenä Isaac Newtonille muotoillessaan kolme liikkeen lakia, ja kaikki tämä yhdessä loi modernin kinematiikan 1700-luvun alussa.

Ranskalaisen Jean Le Rond d’Alembertin, Leonhard Eulerin ja André-Marie Ampèren panokset olivat avainasemassa tämän luomisessa. kurinalaisuutta, jonka Ampère itse kastoi nimellä kinematiikka (kreikasta kinein, vieritä, siirrä).

Albert Einsteinin paljon myöhempi suhteellisuusteorian postulaatio käänsi tämän tieteenalan ylösalaisin ja löysi relativistisen kinematiikan, jossa aika ja tilaa Ne eivät ole absoluuttisia mittoja, kuten valonnopeus.

Kinematiikan elementit

Kinematiikan peruselementtejä on kolme: tila, aika ja mobiili. Meidän on otettava huomioon, että mekaniikka klassinen kaksi ensimmäistä (aika ja avaruus) ovat absoluuttisia ulottuvuuksia, jotka ovat riippumattomia liikkuvasta ja ennen sen olemassaoloa.

Avaruutta kuvaa euklidinen geometria, aikaa pidetään ainutlaatuisena millä tahansa alueella universumi, ja mobiili voi olla mikä tahansa liikkeessä oleva keho. Yksinkertaisimmat matkapuhelimet ovat hiukkasia (ja sen tutkimus avaa hiukkaskinematiikan kentän), mutta useammin tarkastellaan jäykkiä kiinteitä aineita (analogisia hiukkasjärjestelmän kanssa ja vastaavat sitä, mitä tunnemme kappaleina tai esineinä).

Tässä mielessä klassinen kinematiikka harkitsee seuraavia liiketyyppejä:

• Tasainen linjaliike. Kappale kulkee tasaisella nopeudella v nollakiihtyvyydellä suorassa linjassa.
• Tasaisesti kiihdytetty suoraviivainen liike. Keho liikkuu nopeudella, joka vaihtelee lineaarisesti (koska sen kiihtyvyys on vakio) ajan edetessä.
• Yksinkertainen harmoninen liike. Se on jaksoittainen edestakainen liike, jossa kappale värähtelee tasapainopisteen ympärillä osoite määrättynä ja säännöllisissä aikayksiköissä.
• Parabolinen liike. Se koostuu kahdesta eri suoraviivaisesta liikkeestä: toinen vaakasuuntainen ja vakionopeus ja toinen pystysuoraan ja tasaisesti kiihdytettynä.
• Tasainen pyöreä liike. Kuten sen nimi osoittaa, se on liike, joka jäljittää polullaan täydellisiä ympyröitä pitäen nopeusmoduulin muuttumattomana ajan myötä.
• Tasaisesti kiihdytetty ympyräliike.Se on liike, joka jäljittää polullaan täydellisiä ympyröitä, mutta nopeudella, joka vaihtelee moduulissa ajan myötä.
• Monimutkainen harmoninen liike. Se on yhdistelmä erilaisia ​​yksinkertaisia ​​harmonisia liikkeitä eri suuntiin.

Esimerkkejä kinematiikasta

Kellon osoittimet kuvaavat yhtenäistä ympyräliikettä.

Suurin osa maan pinnalla tunnetuista liikkeistä on hyviä esimerkkejä kinemaattisista tutkimuksista. Esimerkiksi kehon putoaminen on liike, jota tasaisesti kiihdyttää painovoima että Maapallo vaikuttaa kaikkiin esineisiin. Tätä voimaa me kutsumme paino ja osoittaa planeetan keskustaan.

Toinen esimerkki on jousteeseen ripustettu kappale, jonka liike on yksinkertainen tai monimutkainen harmoninen riippuen siihen kohdistuvista voimista.

Lopuksi kellon tai irrallisen esineen liikkeet sentrifugissa (esimerkiksi pesukoneessa olevat vaatteet) mahdollistavat tasaisen tai kiihdytetyn ympyräliikkeen havainnollistamisen.