Kinetik vs kinematik: Hvad er forskellen og hvorfor det betyder?

Både kinetik og kinematik er områder inden for fysik, der beskæftiger sig med bevægelse af et objekt, men forskellen mellem dem er, at kun en også adresserer årsager af denne bevægelse. Sammen hjælper de en fysiker med at forstå både "hvad" og "hvorfor" spørgsmål relateret til bevægelige ting.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

Kinetik er undersøgelsen af ​​kræfter, der forårsager bevægelse, mens kinematik er en matematisk beskrivelse af bevægelse, der ikke henviser til kræfter.

Andre bemærkelsesværdige forskelle mellem kinetik og kinematik inkluderer:

• Kinematik betragter ikke massen af ​​noget objekt i systemet for at beskrive dets bevægelse, mens kinetik gør det.
• Kinematik kan betragtes som en gren af ​​matematik. I det væsentlige beskæftiger det sig med at anvende et sæt bevægelsesligninger til at løse forskellige fysiske problemer.
• Kinetik beskæftiger sig med bevægelseslove mens kinematik beskæftiger sig med bevægelsesligninger.

Grenen af ​​fysik kendt som kinetik beskæftiger sig specifikt med at analysere de kræfter, der virker på et objekt (eller, når de beskæftiger sig med rotationsbevægelse, deres analoge:

Mens man studerer kinetik, tegner en fysiker typisk kraftdiagrammer (også kendt som fri-krop diagrammer) og brug vektormatematik til at finde værdier såsom nettokraft og accelerationsretningen.

Kinetik falder ind i underkategorien af ​​klassisk mekanik kendt som kræfter.

Grenen af ​​fysik kendt som kinematik beskæftiger sig med brug af matematiske beskrivelser - et sæt bevægelsesligninger - og definitioner til at forklare, hvordan objekter i den virkelige verden bevæger sig rundt.

Kinematik kræver derfor en stærk forståelse af matematiske begreber som vektorer, skalarer og vektoraddition samt fysiske målinger som hastighed, hastighed, afstand, forskydning og acceleration.

Gymnasifysikere studerer ofte kinematik i en dimension (lineær bevægelse, som et æble, der falder ned fra et træ) eller ind to dimensioner (såsom projektilbevægelse, som en kanonkugle, der efterlader kanonen i en diagonal og laver en bue i himmel). For bevægelse i to dimensioner skal de adskille et problem i to dele: en til objektets lodrette bevægelse og en til dens vandrette bevægelse.

Kinematik falder ind i underkategorien af ​​klassisk mekanik kendt som bevægelse.

Overvej en klassisk projektil bevægelsessituation: en baseballspiller, der kaster en bold gennem luften. En fysiker, der analyserer kuglens bevægelse med kinematik, beregner faktorer som endelig hastighed, tid i luften og slutposition.

Et kinetikbillede af det samme kan være at bestemme, hvordan Newtons anden lov finder anvendelse på bolden ved at kvantificere nettokraften på bolden fra spillerens kast og tyngdekraft.

En anden måde at analysere det samme scenario for en baseballs bevægelse gennem luften på ville være at anvende en forståelse af energibesparelse for at forklare, hvorfor bolden til sidst stopper. Denne analyse tilhører imidlertid underkategorien af ​​klassisk mekanik kendt som energi.

Alt i alt er de tre hovedkategorier for undersøgelse inden for klassisk mekanik kræfter, bevægelse og energi.

Både kinetik og kinematik er vigtige grene af klassisk mekanik. De tillader fysikere at forstå bevægelsens natur på forskellige måder og beregne forskellige værdier afhængigt af hvad de studerer.

På denne måde supplerer de to felter hinanden. Kinematik svarer måske mere på "hvad" -spørgsmål, der specifikt beskriver et objekts bevægelse: dets hastighed, acceleration, position, tid og lignende.

Men uden kinetik ville fysikere ikke også være i stand til at besvare "hvorfor" -spørgsmålene, såsom hvad der fik objektet til at begynde at bevæge sig i første omgang, og hvorfor fortsætter den bevægelse ikke for evigt? Hvor kommer accelerationen fra at trække en kastet kugle tilbage til Jorden? For at besvare alle disse spørgsmål har en fysiker brug for ligninger og en solid forståelse af kræfter.