Kinetikk vs kinematikk: Hva er forskjellen og hvorfor det betyr noe?

Både kinetikk og kinematikk er studieretninger i fysikk som omhandler bevegelsen til et objekt, men forskjellen mellom dem er at bare en også adresserer årsaker av den bevegelsen. Sammen hjelper de en fysiker til å forstå både "hva" og "hvorfor" spørsmål knyttet til bevegelige ting.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Kinetikk er studiet av krefter som forårsaker bevegelse mens kinematikk er en matematisk beskrivelse av bevegelse som ikke refererer til krefter.

Andre bemerkelsesverdige forskjeller mellom kinetikk og kinematikk inkluderer:

• Kinematikk betrakter ikke massen til noe objekt i systemet for å beskrive bevegelsen, mens kinetikk gjør det.
• Kinematikk kan betraktes som en gren av matematikken. I hovedsak handler det om å bruke et sett med bevegelsesligninger for å løse ulike fysikkproblemer.
• Kinetics tar for seg bevegelseslover mens kinematikk tar for seg bevegelsesligninger.

Grenen av fysikk kjent som kinetikk handler spesifikt om å analysere kreftene som virker på et objekt (eller, når de arbeider med rotasjonsbevegelse, deres analoge:

Mens man studerer kinetikk, vil en fysiker vanligvis tegne kraftdiagrammer (også kjent som frikroppsdiagrammer) og bruk vektormatematikk for å finne verdier som nettokraft og akselerasjonsretningen.

Kinetikk faller inn i underkategorien av klassisk mekanikk kjent som krefter.

Grenen av fysikk kjent som kinematikk håndterer bruk av matematiske beskrivelser - et sett med bevegelsesligninger - og definisjoner for å forklare hvordan virkelige objekter beveger seg.

Kinematikk krever derfor en sterk forståelse av matematiske begreper som vektorer, skalarer og vektortilsetning, samt fysikkmålinger som hastighet, hastighet, avstand, forskyvning og akselerasjon.

Videregående fysikere studerer ofte kinematikk i en dimensjon (lineær bevegelse, som et eple som faller fra et tre) eller inn to dimensjoner (for eksempel prosjektilbevegelse, som en kanonkule som etterlater kanonen i en diagonal og lager en bue i himmel). For bevegelse i to dimensjoner må de skille et problem i to deler: en for objektets vertikale bevegelse og en for dens horisontale bevegelse.

Kinematikk faller inn i underkategorien av klassisk mekanikk kjent som bevegelse.

Tenk på en klassisk prosjektilbevegelsessituasjon: en baseballspiller som kaster en ball gjennom luften. En fysiker som analyserte ballens bevegelse med kinematikk, ville beregne faktorer som endelig hastighet, tid i luften og sluttposisjon.

Et kinetisk syn på det samme kan være å bestemme hvordan Newtons andre lov gjelder ballen ved å kvantifisere nettokraften på ballen fra spillerens kast og tyngdekraft.

En annen måte å analysere det samme scenariet for en baseballs bevegelse gjennom luften, er å bruke forståelse av energibesparelse for å forklare hvorfor ballen til slutt stopper. Denne analysen tilhører imidlertid underkategorien av klassisk mekanikk kjent som energi.

Til sammen er de tre hovedkategoriene for studiet i klassisk mekanikk krefter, bevegelse og energi.

Både kinetikk og kinematikk er viktige grener av klassisk mekanikk. De tillater fysikere å forstå bevegelsens natur på forskjellige måter og beregne forskjellige verdier avhengig av hva de studerer.

På denne måten utfyller de to feltene hverandre. Kinematikk kan svare på mer av "hva" spørsmålene som spesifikt beskriver bevegelsen til et objekt: dets hastighet, akselerasjon, posisjon, tid og lignende.

Men uten kinetikk ville ikke fysikere kunne svare på "hvorfor" -spørsmålene, for eksempel hva som fikk objektet til å begynne å bevege seg i utgangspunktet, og hvorfor fortsetter ikke den bevegelsen for alltid? Hvor kommer akselerasjonen fra å trekke en kastet ball tilbake til jorden? For å svare på alle disse spørsmålene trenger en fysiker ligninger og en solid forståelse av krefter.