קינטיקה לעומת קינמטיקה: מה ההבדל ולמה זה חשוב

הן קינטיקה והן קינמטיקה הם תחומי מחקר בפיזיקה העוסקים בתנועה של אובייקט, אך ההבדל ביניהם הוא שרק אחד מתייחס גם ל גורם ל של אותה תנועה. יחד הם עוזרים לפיזיקאי להבין הן את השאלות "מה" והן "למה" הקשורות לדברים נעים.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

קינטיקה היא חקר הכוחות הגורמים לתנועה ואילו קינמטיקה היא תיאור מתמטי של תנועה שאינו מתייחס לכוחות.

הבדלים בולטים אחרים בין קינטיקה לקינמטיקה כוללים:

• קינמטיקה לא מתייחסת למסה של עצם כלשהו במערכת כדי לתאר את תנועתו, ואילו קינטיקה כן.
• קינמטיקה יכולה להיחשב ענף במתמטיקה. בעיקרו של דבר, הוא עוסק ביישום סט משוואות תנועה לפתרון בעיות פיזיקה שונות.
• קינטיקה עוסקת ב חוקי תנועה בעוד שקינמטיקה עוסקת ב משוואות תנועה.

ענף הפיזיקה המכונה קינטיקה עוסק במיוחד בניתוח הכוחות הפועלים על אובייקט (או, כאשר מתמודדים עם תנועה סיבובית, האנלוג שלהם: מומנטים). ככזה, פיזיקאי החוקר קינטיקה שואב את חוקי התנועה של ניוטון כדי לחקור כיצד האובייקטים נעים.

במהלך לימודי קינטיקה, פיזיקאי בדרך כלל יצייר דיאגרמות כוח (מוכר גם בשם דיאגרמות של גוף חופשי) והשתמש במתמטיקה וקטורית כדי למצוא ערכים כגון כוח נטו וכיוון ההאצה.

קינטיקה נכנסת לתת-קטגוריה של מכניקה קלאסית המכונה כוחות.

ענף הפיזיקה המכונה קינמטיקה עוסק בשימוש בתיאורים מתמטיים - קבוצה של משוואות תנועה - ובהגדרות כדי להסביר כיצד נעים אובייקטים בעולם האמיתי.

לכן הקינמטיקה דורשת הבנה חזקה של מושגים מתמטיים כגון וקטורים, סקלרים ו תוספת וקטורית, כמו גם מדידות פיזיקה כמו מהירות, מהירות, מרחק, תזוזה ו תְאוּצָה.

לעתים קרובות פיסיקאים בתיכון לומדים קינמטיקה בממד אחד (תנועה ליניארית, כמו תפוח שנופל מעץ) או פנימה שני ממדים (כגון תנועת קליע, כמו כדור תותח שמשאיר את התותח באלכסון ועושה קשת בתוך שָׁמַיִם). לתנועה בשני ממדים, יהיה עליהם להפריד בעיה לשני חלקים: אחד לתנועה האנכית של האובייקט ואחד לתנועה האופקית שלו.

קינמטיקה נכנסת לתת-קטגוריה של מכניקה קלאסית המכונה תְנוּעָה.

שקול מצב תנועה קליעי קלאסי: שחקן בייסבול שזורק כדור באוויר. פיזיקאי שמנתח את תנועת הכדור בקינמטיקה יחשב גורמים כמו מהירות סופית, זמן באוויר ומיקום סופי.

מבט קינטיקה של אותו הדבר יכול להיות לקבוע כיצד החוק השני של ניוטון חל על הכדור על ידי כימת הכוח הרשת על הכדור מזריקתו וכוח המשיכה של השחקן.

דרך נוספת לנתח את אותו תרחיש של תנועת בייסבול באוויר תהיה שימוש בהבנת שימור האנרגיה על מנת להסביר מדוע בסופו של דבר הכדור נעצר. אולם ניתוח זה שייך לקטגוריית המשנה של המכניקה הקלאסית המכונה אֵנֶרְגִיָה.

בסך הכל, שלוש הקטגוריות העיקריות של לימוד במכניקה קלאסית הן כוחות, תנועה ו אֵנֶרְגִיָה.

הן קינטיקה והן קינמטיקה הם ענפים חשובים של המכניקה הקלאסית. הם מאפשרים לפיזיקאים להבין את אופי התנועה בדרכים שונות ולחשב ערכים שונים בהתאם למה שהם לומדים.

באופן זה, שני התחומים משלימים זה את זה. קינמטיקה עשויה לענות על יותר משאלות ה"מה "המתארות באופן ספציפי את תנועת האובייקט: מהירותו, האצתו, מיקומו, הזמן וכדומה.

אך ללא קינטיקה, פיזיקאים לא יוכלו לענות גם על שאלות ה"למה ", כמו למשל מה גרם לאובייקט להתחיל לנוע מלכתחילה ומדוע התנועה הזו לא נמשכת לנצח? מהיכן מגיעה התאוצה המושכת כדור זרוק חזרה לכדור הארץ? כדי לענות על כל השאלות הללו, פיזיקאי זקוק למשוואות ו הבנה איתנה של כוחות.