Kinetik vs kinematik: Vad är skillnaden och varför det spelar roll?

Både kinetik och kinematik är områden av fysik som handlar om ett objekts rörelse, men skillnaden mellan dem är att endast en också adresserar orsaker av den rörelsen. Tillsammans hjälper de en fysiker att förstå både "vad" och "varför" frågorna rörande saker.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Kinetik är studiet av krafter som orsakar rörelse medan kinematik är en matematisk beskrivning av rörelse som inte hänvisar till krafter.

Andra anmärkningsvärda skillnader mellan kinetik och kinematik inkluderar:

• Kinematik betraktar inte massan av något föremål i systemet för att beskriva dess rörelse, medan kinetik gör det.
• Kinematik kan betraktas som en gren av matematiken. I huvudsak handlar det om att tillämpa en uppsättning rörelserekvationer för att lösa olika fysikproblem.
• Kinetics behandlar rörelser medan kinematik handlar om rörelserekvationer.

Grenen av fysik som kallas kinetik handlar specifikt om att analysera de krafter som verkar på ett objekt (eller, när man handlar med rotationsrörelse, deras analoga:

När man studerar kinetik, ritar en fysiker vanligtvis kraftdiagram (också känd som fria kroppsdiagram) och använd vektormatematik för att hitta värden som nettokraft och accelerationsriktningen.

Kinetik faller i underkategorin av klassisk mekanik som kallas krafter.

Grenen av fysik som kallas kinematik handlar om att använda matematiska beskrivningar - en uppsättning rörelseekvationer - och definitioner för att förklara hur verkliga objekt rör sig.

Kinematik kräver därför en stark förståelse för matematiska begrepp som vektorer, skalar och vektortillägg, liksom fysikmätningar som hastighet, hastighet, avstånd, förskjutning och acceleration.

Gymnasiefysiker studerar ofta kinematik i en dimension (linjär rörelse, som ett äpple som faller från ett träd) eller in två dimensioner (såsom projektilrörelse, som en kanonkula som lämnar kanonen i en diagonal och gör en båge i himmel). För rörelse i två dimensioner måste de dela upp ett problem i två delar: en för objektets vertikala rörelse och en för dess horisontella rörelse.

Kinematik faller inom underkategorin för klassisk mekanik som kallas rörelse.

Tänk på en klassisk situation med projektilrörelser: en basebollspelare som kastar en boll genom luften. En fysiker som analyserar bollens rörelse med kinematik skulle beräkna faktorer som sluthastighet, tid i luften och slutposition.

En kinetikvy av samma sak kan vara att bestämma hur Newtons andra lag gäller bollen genom att kvantifiera nätkraften på bollen från spelarens kast och gravitation.

Ett annat sätt att analysera samma scenario för en basebolls rörelse genom luften skulle vara att tillämpa en förståelse för energibesparing för att förklara varför bollen slutligen slutar. Denna analys tillhör dock underkategorin för klassisk mekanik som kallas energi.

Sammantaget är de tre huvudkategorierna för studier inom klassisk mekanik krafter, rörelse och energi.

Både kinetik och kinematik är viktiga grenar av klassisk mekanik. De gör det möjligt för fysiker att förstå rörelsens natur på olika sätt och att beräkna olika värden beroende på vad de studerar.

På detta sätt kompletterar de två fälten varandra. Kinematik kan svara på fler av "vad" -frågorna som specifikt beskriver ett objekts rörelse: dess hastighet, acceleration, position, tid och liknande.

Men utan kinetik skulle fysiker inte heller kunna svara på "varför" -frågorna, till exempel vad som fick objektet att börja röra sig i första hand, och varför fortsätter inte den rörelsen för alltid? Varifrån kommer accelerationen som drar en kastad boll tillbaka till jorden? För att svara på alla dessa frågor behöver en fysiker ekvationer och en solid förståelse av krafter.