Kinetika i kinematika jsou oblasti studia fyziky, které se zabývají pohybem objektu, ale rozdíl mezi nimi spočívá v tom, že pouze jeden také příčiny toho pohybu. Společně pomáhají fyzikovi porozumět otázkám „co“ a „proč“ související s pohybem věcí.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Kinetika je studium sil, které způsobují pohyb, zatímco kinematika je matematický popis pohybu, který neodkazuje na síly.
Mezi další významné rozdíly mezi kinetikou a kinematikou patří:
- Kinematika nepřihlíží k hmotnosti žádného objektu v systému k popisu jeho pohybu, zatímco kinetika ano.
- Kinematiku lze považovat za obor matematiky. V podstatě se zabývá aplikací sady pohybových rovnic k řešení různých fyzikálních problémů.
- Kinetika se zabývá zákony pohybu zatímco kinematika se zabývá pohybové rovnice.
Kinetika
Odvětví fyziky známé jako kinetika se konkrétně zabývá analýzou sil působících na objekt (nebo, když se jedná o rotační pohyb, jejich analog: momenty). Fyzik studující kinetiku jako takový čerpá z Newtonových pohybových zákonů, aby studoval, jak se objekty pohybují.
Při studiu kinetiky bude fyzik obvykle kreslit silové diagramy (také známý jako diagramy volného těla) a použijte vektorovou matematiku k vyhledání hodnot, jako je čistá síla a směr zrychlení.
Kinetika spadá do subkategorie klasické mechaniky známé jako síly.
Kinematika
Odvětví fyziky známé jako kinematika se zabývá používáním matematických popisů - souboru pohybových rovnic - a definic k vysvětlení pohybu objektů v reálném světě.
Kinematika proto vyžaduje silné pochopení matematických pojmů, jako jsou vektory, skaláry a přidání vektoru, stejně jako fyzikální měření jako rychlost, rychlost, vzdálenost, posunutí a akcelerace.
Fyzici na střední škole často studují kinematiku v jedné dimenzi (lineární pohyb, jako když jablko spadne ze stromu) nebo dovnitř dvě dimenze (například pohyb střely, jako dělová koule, která ponechává dělo v úhlopříčce a vytváří oblouk v nebe). U pohybu ve dvou dimenzích bude třeba problém rozdělit na dvě části: jednu pro vertikální pohyb objektu a druhou pro jeho horizontální pohyb.
Kinematika spadá do podkategorie klasické mechaniky známé jako pohyb.
Příklad kinetiky vs. Kinematika
Uvažujme o klasické situaci s pohybem projektilu: hráč baseballu házející míč vzduchem. Fyzik analyzující pohyb koule pomocí kinematiky vypočítá faktory, jako je konečná rychlost, čas ve vzduchu a konečná poloha.
Kinetický pohled na stejnou věc může spočívat v určení, jak se Newtonův druhý zákon vztahuje na míč, a to kvantifikováním čisté síly na míč z hodu a gravitace hráče.
Jak kinetika a kinematika zapadají do klasické mechaniky
Dalším způsobem, jak analyzovat stejný scénář pohybu baseballu vzduchem, by bylo uplatnění porozumění zachování energie za účelem vysvětlení, proč se míč nakonec zastaví. Tato analýza však patří do podkategorie klasické mechaniky známé jako energie.
Dohromady jsou to tři hlavní kategorie studia klasické mechaniky síly, pohyb a energie.
Proč na tom záleží
Kinetika i kinematika jsou důležitými odvětvími klasické mechaniky. Umožňují fyzikům pochopit podstatu pohybu různými způsoby a vypočítat různé hodnoty podle toho, co studují.
Tímto způsobem se obě pole navzájem doplňují. Kinematika může odpovědět na více otázek typu „co“, které konkrétně popisují pohyb objektu: jeho rychlost, zrychlení, polohu, čas a podobně.
Bez kinetiky by ale fyzici nebyli také schopni odpovědět na otázky „proč“, například na to, co způsobilo, že se objekt začal pohybovat, a proč tento pohyb nepokračuje navždy? Odkud pochází zrychlení tažení vrhané koule zpět na Zemi? K zodpovězení všech těchto otázek potřebuje fyzik rovnice a pevné pochopení sil.