Kinetika aj kinematika sú študijné oblasti fyziky, ktoré sa zaoberajú pohybom objektu, ale rozdiel medzi nimi je v tom, že iba jeden sa venuje aj príčiny tohto pohybu. Spoločne pomáhajú fyzikovi porozumieť otázkam „čo“ aj „prečo“ súvisiacim s hýbaním sa vecami.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Kinetika je štúdium síl, ktoré spôsobujú pohyb, zatiaľ čo kinematika je matematický popis pohybu, ktorý sa netýka síl.
Medzi ďalšie významné rozdiely medzi kinetikou a kinematikou patria:
- Kinematika nezohľadňuje hmotnosť žiadneho objektu v systéme na opísanie jeho pohybu, zatiaľ čo kinetika áno.
- Kinematiku možno považovať za odvetvie matematiky. V podstate sa zaoberá aplikáciou sústavy pohybových rovníc na riešenie rôznych fyzikálnych problémov.
- Kinetika sa zaoberá zákony pohybu zatiaľ čo kinematika sa zaoberá pohybové rovnice.
Kinetika
Odvetvie fyziky známe ako kinetika sa osobitne zaoberá analýzou síl pôsobiacich na objekt (alebo, pokiaľ ide o rotačný pohyb, ich analógov: krútiace momenty). Fyzik, ktorý študuje kinetiku, čerpá z Newtonových pohybových zákonov, aby skúmal, ako sa objekty pohybujú.
Pri štúdiu kinetiky bude fyzik zvyčajne kresliť silové diagramy (taktiež známy ako diagramy voľného tela) a pomocou vektorovej matematiky vyhľadajte hodnoty, ako je čistá sila a smer zrýchlenia.
Kinetika spadá do podkategórie klasickej mechaniky známej ako sily.
Kinematika
Odvetvie fyziky známe ako kinematika sa zaoberá používaním matematických popisov - súpravy pohybových rovníc - a definícií na vysvetlenie pohybu objektov v reálnom svete.
Kinematika preto vyžaduje silné pochopenie matematických konceptov, ako sú vektory, skaláre a sčítanie vektorov, ako aj fyzikálne merania ako rýchlosť, rýchlosť, vzdialenosť, posun a zrýchlenie.
Stredoškolskí fyzici často študujú kinematiku v jednej dimenzii (lineárny pohyb, ako jablko padajúce zo stromu) alebo v nej dve dimenzie (napríklad pohyb strely, ako delová guľa, ktorá ponecháva delo v uhlopriečke a vytvára oblúk v obloha). Pre pohyb v dvoch dimenziách bude potrebné rozdeliť problém na dve časti: jednu pre vertikálny pohyb objektu a druhú pre jeho horizontálny pohyb.
Kinematika spadá do podkategórie klasickej mechaniky známej ako pohyb.
Ukážka kinetiky vs. Kinematika
Zvážte klasickú situáciu s projektilom: hráč bejzbalu hádže loptu vzduchom. Fyzik analyzujúci pohyb lopty pomocou kinematiky by vypočítal faktory ako konečná rýchlosť, čas vo vzduchu a konečná poloha.
Kinetický pohľad na to isté môže spočívať v určení toho, ako sa Newtonov druhý zákon vzťahuje na loptu, vyčíslením čistej sily na loptu z hodu a gravitácie hráča.
Ako kinetika a kinematika zapadajú do klasickej mechaniky
Ďalším spôsobom, ako analyzovať rovnaký scenár pohybu bejzbalu vzduchom, by bolo porozumenie zachovania energie s cieľom vysvetliť, prečo sa lopta nakoniec zastaví. Táto analýza však patrí do podkategórie klasickej mechaniky známej ako energie.
Celkovo sú to tri hlavné kategórie štúdia klasickej mechaniky sily, pohyb a energie.
Prečo na tom záleží
Kinetika aj kinematika sú dôležitými odvetviami klasickej mechaniky. Umožňujú fyzikom pochopiť podstatu pohybu rôznymi spôsobmi a vypočítať rôzne hodnoty podľa toho, čo študujú.
Týmto spôsobom sa tieto dve polia navzájom dopĺňajú. Kinematika môže odpovedať na viac otázok typu „čo“, ktoré konkrétne popisujú pohyb objektu: jeho rýchlosť, zrýchlenie, poloha, čas a podobne.
Bez kinetiky by však fyzici tiež nedokázali odpovedať na otázky „prečo“, napríklad na to, čo spôsobilo, že sa objekt začal hýbať, a prečo tento pohyb nepokračuje večne? Odkiaľ pochádza zrýchlenie ťahajúce odhodenú loptu späť na Zem? Na zodpovedanie všetkých týchto otázok potrebuje fyzik rovnice a pevné pochopenie síl.