Sia la cinetica che la cinematica sono aree di studio della fisica che si occupano del movimento di un oggetto, ma la differenza tra loro è che solo una affronta anche il cause di quel movimento. Insieme, aiutano un fisico a capire sia le domande "cosa" che "perché" relative alle cose in movimento.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
La cinetica è lo studio delle forze che causano il movimento mentre la cinematica è una descrizione matematica del movimento che non si riferisce alle forze.
Altre differenze notevoli tra cinetica e cinematica includono:
- La cinematica non considera la massa di nessun oggetto nel sistema per descriverne il movimento, mentre la cinetica sì.
- La cinematica può essere considerata una branca della matematica. Essenzialmente, si tratta di applicare un insieme di equazioni del moto per risolvere vari problemi di fisica.
- La cinetica si occupa del leggi del moto mentre la cinematica si occupa del equazioni del moto.
Cinetica
Il ramo della fisica noto come cinetica si occupa specificamente dell'analisi delle forze che agiscono su un oggetto (o, quando si tratta di moto rotatorio, il loro analogo:
coppie). In quanto tale, un fisico che studia la cinetica attinge alle leggi del movimento di Newton per studiare come si muovono gli oggetti.Durante lo studio della cinetica, un fisico di solito disegnerà diagrammi di forza (conosciuto anche come diagrammi a corpo libero) e usa la matematica vettoriale per trovare valori come la forza netta e la direzione dell'accelerazione.
La cinetica rientra nella sottocategoria della meccanica classica nota come forze.
Cinematica
Il ramo della fisica noto come cinematica si occupa dell'uso di descrizioni matematiche - un insieme di equazioni del movimento - e definizioni per spiegare come si muovono gli oggetti del mondo reale.
La cinematica richiede quindi una forte comprensione di concetti matematici come vettori, scalari e addizione vettoriale, nonché misurazioni fisiche come velocità, velocità, distanza, spostamento e accelerazione.
I fisici delle scuole superiori studiano spesso la cinematica in una dimensione (movimento lineare, come una mela che cade da un albero) o in due dimensioni (come il movimento del proiettile, come una palla di cannone che lascia il cannone in diagonale e fa un arco nel cielo). Per il movimento in due dimensioni, dovranno separare un problema in due parti: una per il movimento verticale dell'oggetto e una per il suo movimento orizzontale.
La cinematica rientra nella sottocategoria della meccanica classica nota come movimento.
Esempio di cinetica vs. Cinematica
Considera una classica situazione di movimento di un proiettile: un giocatore di baseball che lancia una palla in aria. Un fisico che analizza il movimento della palla con la cinematica calcolerebbe fattori come la velocità finale, il tempo in aria e la posizione finale.
Una visione cinetica della stessa cosa potrebbe essere quella di determinare come la seconda legge di Newton si applica alla palla quantificando la forza netta sulla palla dal lancio e dalla gravità del giocatore.
Come cinetica e cinematica si adattano alla meccanica classica
Un altro modo per analizzare lo stesso scenario del movimento di una palla da baseball nell'aria sarebbe quello di applicare una comprensione della conservazione dell'energia per spiegare perché la palla alla fine si ferma. Questa analisi, tuttavia, appartiene alla sottocategoria della meccanica classica nota come energia.
Complessivamente, le tre principali categorie di studio della meccanica classica sono forze, moto e energia.
Perchè importa
Sia la cinetica che la cinematica sono rami importanti della meccanica classica. Consentono ai fisici di comprendere la natura del movimento in modi diversi e di calcolare valori diversi a seconda di ciò che stanno studiando.
In questo modo i due campi si completano a vicenda. La cinematica potrebbe rispondere a più domande sul "cosa" che descrivono specificamente il movimento di un oggetto: la sua velocità, accelerazione, posizione, tempo e simili.
Ma senza la cinetica, i fisici non sarebbero anche in grado di rispondere alle domande "perché", come ad esempio cosa ha causato l'inizio del movimento dell'oggetto, e perché quel movimento non continua per sempre? Da dove viene l'accelerazione che riporta una palla lanciata verso la Terra? Per rispondere a tutte queste domande, un fisico ha bisogno di equazioni e una solida comprensione delle forze.