Kinetyka a kinematyka: jaka jest różnica i dlaczego ma to znaczenie

Zarówno kinetyka, jak i kinematyka to dziedziny fizyki zajmujące się ruchem obiektu, ale różnica między nimi polega na tym, że tylko jedna zajmuje się również przyczyny tego ruchu. Razem pomagają fizykowi zrozumieć zarówno pytania „co”, jak i „dlaczego” związane z poruszaniem się przedmiotów.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Kinetyka to nauka o siłach powodujących ruch, podczas gdy kinematyka to matematyczny opis ruchu, który nie odnosi się do sił.

Inne godne uwagi różnice między kinetykami a kinematykami obejmują:

• Kinematyka nie uwzględnia masy żadnego obiektu w układzie, aby opisać jego ruch, podczas gdy kinetyka tak.
• Kinematykę można uznać za gałąź matematyki. Zasadniczo zajmuje się zastosowaniem zestawu równań ruchu do rozwiązywania różnych problemów fizycznych.
• Kinetyka zajmuje się prawa ruchu podczas gdy kinematyka zajmuje się równania ruchu.

Dział fizyki znany jako kinetyka zajmuje się konkretnie analizą sił działających na obiekt (lub, w przypadku ruchu obrotowego, ich odpowiednikiem:

Podczas studiowania kinetyki fizyk zazwyczaj rysuje wykresy sił (znany również jako diagramy wolnych ciał) i użyj matematyki wektorowej, aby znaleźć wartości, takie jak siła wypadkowa i kierunek przyspieszenia.

Kinetyka należy do podkategorii mechaniki klasycznej znanej jako siły.

Gałąź fizyki znana jako kinematyka zajmuje się wykorzystywaniem opisów matematycznych – zestawu równań ruchu – i definicji w celu wyjaśnienia, w jaki sposób poruszają się obiekty w świecie rzeczywistym.

Kinematyka wymaga zatem silnego zrozumienia pojęć matematycznych, takich jak wektory, skalary i dodawanie wektorów, a także pomiary fizyczne, takie jak prędkość, prędkość, odległość, przemieszczenie i przyśpieszenie.

Fizycy ze szkół średnich często badają kinematykę w jednym wymiarze (ruch liniowy, jak spadające jabłko z drzewa) lub w dwa wymiary (takie jak ruch pocisku, jak kula armatnia opuszczająca armatę po przekątnej i wykonująca łuk w niebo). W przypadku ruchu w dwóch wymiarach będą musieli podzielić problem na dwie części: jedną dotyczącą ruchu obiektu w pionie, a drugą dla jego ruchu w poziomie.

Kinematyka należy do podkategorii mechaniki klasycznej znanej jako ruch.

Rozważmy klasyczną sytuację z ruchem pocisku: baseballista rzucający piłkę w powietrze. Fizyk analizujący ruch piłki za pomocą kinematyki obliczałby takie czynniki, jak prędkość końcowa, czas w powietrzu i pozycja końcowa.

Kinetyczny punkt widzenia na to samo może polegać na określeniu, w jaki sposób drugie prawo Newtona odnosi się do piłki poprzez ilościowe określenie siły wypadkowej na piłkę na podstawie rzutu i grawitacji gracza.

Innym sposobem przeanalizowania tego samego scenariusza ruchu piłki w powietrzu byłoby zrozumienie zasady zachowania energii w celu wyjaśnienia, dlaczego piłka w końcu się zatrzymuje. Analiza ta należy jednak do podkategorii mechaniki klasycznej znanej jako energia.

Podsumowując, trzy główne kategorie studiów w mechanice klasycznej to: siły, ruch i energia.

Zarówno kinetyka, jak i kinematyka są ważnymi gałęziami mechaniki klasycznej. Pozwalają fizykom zrozumieć naturę ruchu na różne sposoby i obliczyć różne wartości w zależności od tego, co badają.

W ten sposób te dwa pola wzajemnie się uzupełniają. Kinematyka może odpowiedzieć na więcej pytań typu „co”, które konkretnie opisują ruch obiektu: jego prędkość, przyspieszenie, położenie, czas i tym podobne.

Ale bez kinetyki fizycy nie byliby również w stanie odpowiedzieć na pytania „dlaczego”, takie jak, co spowodowało, że obiekt zaczął się poruszać i dlaczego ten ruch nie trwa wiecznie? Skąd bierze się przyspieszenie przyciągające rzuconą piłkę z powrotem na Ziemię? Aby odpowiedzieć na wszystkie te pytania, fizyk potrzebuje równań i solidne zrozumienie sił.