Zowel kinetiek als kinematica zijn studiegebieden in de natuurkunde die zich bezighouden met de beweging van een object, maar het verschil tussen beide is dat er maar één ook de oorzaken van die motie. Samen helpen ze een natuurkundige om zowel de 'wat'- als de 'waarom'-vragen met betrekking tot bewegende dingen te begrijpen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Kinetiek is de studie van krachten die beweging veroorzaken, terwijl kinematica een wiskundige beschrijving is van beweging die niet naar krachten verwijst.
Andere opmerkelijke verschillen tussen kinetiek en kinematica zijn onder meer:
- Kinematica houdt geen rekening met de massa van een object in het systeem om zijn beweging te beschrijven, terwijl kinetiek dat wel doet.
- Kinematica kan worden beschouwd als een tak van de wiskunde. In wezen gaat het om het toepassen van een reeks bewegingsvergelijkingen om verschillende natuurkundige problemen op te lossen.
- Kinetics houdt zich bezig met de bewegingswetten terwijl kinematica zich bezighoudt met de bewegingsvergelijkingen.
kinetiek
De tak van de natuurkunde die bekend staat als kinetiek houdt zich specifiek bezig met het analyseren van de krachten die op een object inwerken (of, als het gaat om rotatiebeweging, hun analoog: draaimomenten). Als zodanig maakt een natuurkundige die kinetiek bestudeert gebruik van de bewegingswetten van Newton om te bestuderen hoe objecten bewegen.
Tijdens het bestuderen van kinetiek zal een natuurkundige meestal tekenen kracht diagrammen (ook gekend als vrijlichaamsdiagrammen) en gebruik vectorwiskunde om waarden te vinden zoals de nettokracht en de versnellingsrichting.
Kinetiek valt in de subcategorie van klassieke mechanica die bekend staat als: krachten.
Kinematica
De tak van de natuurkunde die bekend staat als kinematica houdt zich bezig met het gebruik van wiskundige beschrijvingen - een reeks bewegingsvergelijkingen - en definities om uit te leggen hoe objecten in de echte wereld bewegen.
Kinematica vereist daarom een goed begrip van wiskundige concepten zoals vectoren, scalairen en vectoroptelling, evenals natuurkundige metingen zoals snelheid, snelheid, afstand, verplaatsing en versnelling.
Natuurkundigen op de middelbare school bestuderen kinematica vaak in één dimensie (lineaire beweging, zoals een appel die van een boom valt) of in twee dimensies (zoals projectielbeweging, zoals een kanonskogel die het kanon op een diagonaal verlaat en een boog maakt in de lucht). Voor beweging in twee dimensies moeten ze een probleem in twee delen splitsen: een voor de verticale beweging van het object en een voor de horizontale beweging.
Kinematica valt in de subcategorie van klassieke mechanica die bekend staat als: beweging.
Voorbeeld van kinetiek vs. Kinematica
Overweeg een klassieke projectielbewegingssituatie: een honkbalspeler die een bal door de lucht gooit. Een natuurkundige die de beweging van de bal met kinematica analyseert, zou factoren berekenen zoals eindsnelheid, tijd in de lucht en eindpositie.
Een kinetische kijk op hetzelfde zou kunnen zijn om te bepalen hoe de tweede wet van Newton van toepassing is op de bal door de nettokracht op de bal te kwantificeren vanuit de worp en de zwaartekracht van de speler.
Hoe kinetiek en kinematica passen in klassieke mechanica
Een andere manier om hetzelfde scenario van de beweging van een honkbal door de lucht te analyseren, zou zijn om inzicht in het behoud van energie toe te passen om uit te leggen waarom de bal uiteindelijk stopt. Deze analyse behoort echter tot de subcategorie van de klassieke mechanica die bekend staat als: energie.
Al met al zijn de drie belangrijkste studiecategorieën in de klassieke mechanica: krachten, beweging en energie.
Waarom het uitmaakt
Zowel kinetiek als kinematica zijn belangrijke takken van de klassieke mechanica. Ze stellen natuurkundigen in staat de aard van beweging op verschillende manieren te begrijpen en verschillende waarden te berekenen, afhankelijk van wat ze bestuderen.
Op deze manier vullen de twee velden elkaar aan. Kinematica kan meer van de "wat"-vragen beantwoorden die specifiek de beweging van een object beschrijven: de snelheid, versnelling, positie, tijd en dergelijke.
Maar zonder kinetiek zouden natuurkundigen ook niet in staat zijn om de "waarom"-vragen te beantwoorden, zoals waarom het object in de eerste plaats begon te bewegen, en waarom gaat die beweging niet voor altijd door? Waar komt de versnelling vandaan die een gegooide bal terug naar de aarde trekt? Om al deze vragen te beantwoorden, heeft een natuurkundige vergelijkingen nodig en een goed begrip van krachten.