Kinetika ir kinematika: koks skirtumas ir kodėl tai svarbu

Kinetika ir kinematika yra fizikos studijų sritys, nagrinėjančios objekto judėjimą, tačiau skirtumas tarp jų yra tas, kad tik viena taip pat skirta priežastys to judesio. Kartu jie padeda fizikui suprasti „ką“ ir „kodėl“ klausimus, susijusius su daiktų perkėlimu.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Kinetika yra jėgų, sukeliančių judesį, tyrimas, o kinematika yra matematinis judesio aprašymas, nesusijęs su jėgomis.

Kiti pastebimi kinetikos ir kinematikos skirtumai:

• Kinematika neatsižvelgia į bet kurio sistemos objekto masę apibūdinant jo judėjimą, o kinetika.
• Kinematika gali būti laikoma matematikos šaka. Iš esmės jis susijęs su judesio lygčių rinkinio taikymu sprendžiant įvairias fizikos problemas.
• Kinetika nagrinėja judesio dėsniai o kinematika nagrinėja judesio lygtys.

Fizikos šaka, vadinama kinetika, konkrečiai nagrinėja objektą veikiančias jėgas (arba, kai kalbama apie sukamąjį judėjimą, jų analogą): sukimo momentai). Kinetiką studijuojantis fizikas remiasi Niutono judesio dėsniais, kad ištirtų, kaip objektai juda.

Studijuodamas kinetiką, fizikas paprastai piešia jėgos diagramos (taip pat žinomas kaip laisvo kūno diagramos) ir naudokite vektorinę matematiką, kad rastumėte tokias vertes kaip grynoji jėga ir pagreičio kryptis.

Kinetika patenka į klasikinės mechanikos pogrupį, žinomą kaip jėgos.

Fizikos šaka, vadinama kinematika, skirta matematiniams aprašymams - judesio lygčių rinkiniui - ir apibrėžimams paaiškinti, kaip juda realaus pasaulio objektai.

Todėl kinematika reikalauja gerai suprasti matematines sąvokas, tokias kaip vektoriai, skaliarai ir vektoriaus papildymas, taip pat fizikos matavimai, pvz., greitis, greitis, atstumas, poslinkis ir pagreitis.

Vidurinių mokyklų fizikai dažnai tiria kinematiką vienoje dimensijoje (linijinis judesys, pavyzdžiui, nuo medžio nukritęs obuolys) arba viduje du matmenys (pvz., sviedinio judėjimas, pavyzdžiui, patrankos sviedinys palieka patranką įstrižainėje ir daro lanką dangus). Norėdami judėti dviem matmenimis, jie turės atskirti problemą į dvi dalis: vieną vertikaliam objekto judėjimui ir kitą horizontaliam judėjimui.

Kinematika patenka į klasikinės mechanikos pogrupį, žinomą kaip judesio.

Apsvarstykite klasikinę sviedinio judesio situaciją: beisbolininkas meta kamuolį per orą. Fizikas, analizuodamas kamuolio judesį kinematikos būdu, apskaičiuotų tokius veiksnius kaip galutinis greitis, laikas ore ir galutinė padėtis.

Kinetinis požiūris į tą patį dalyką gali būti nustatyti, kaip antrasis Niutono dėsnis taikomas rutuliui, kiekybinę rutulio jėgą iš žaidėjo metimo ir gravitacijos.

Kitas būdas analizuoti tą patį beisbolo judesio ore scenarijų būtų energijos taupymo supratimas, siekiant paaiškinti, kodėl galiausiai kamuolys sustoja. Tačiau ši analizė priklauso klasikinės mechanikos pogrupiui, žinomam kaip energijos.

Iš viso yra trys pagrindinės klasikinės mechanikos studijų kategorijos jėgos, judesys ir energijos.

Tiek kinetika, tiek kinematika yra svarbios klasikinės mechanikos šakos. Jie leidžia fizikams įvairiai suprasti judėjimo pobūdį ir apskaičiuoti skirtingas vertes, priklausomai nuo to, ką jie studijuoja.

Tokiu būdu abu laukai papildo vienas kitą. Kinematika gali atsakyti į daugiau klausimų, kurie konkrečiai apibūdina objekto judėjimą: jo greitį, pagreitį, padėtį, laiką ir panašiai.

Tačiau be kinetikos fizikai taip pat negalėtų atsakyti į klausimus „kodėl“, pavyzdžiui, dėl ko objektas pirmiausia pradėjo judėti, ir kodėl tas judėjimas nesitęsia amžinai? Iš kur kyla pagreitis, traukiantis įmestą kamuolį atgal į Žemę? Norėdami atsakyti į visus šiuos klausimus, fizikui reikia lygčių ir tvirtas jėgų supratimas.