Cinematică
Cinematica este ramura mecanicii clasice care descrie mișcarea punctelor, a corpurilor (obiecte) și a sistemelor de corpuri (grupuri de obiecte) fără a analiza cauza acestei mișcări. Termenul a fost tradus din limba franceză; A.M. Ampère folosea termenul cinématique. El a construit termenul din grecescul κίνημα, kinema (mișcare, mișcare), derivat din κινεῖν, kinein (a mișca). Studiul cinematicii este adesea denumit geometria mișcării.
Pentru a descrie mișcarea, cinematica studiază traiectoria punctelor, liniilor și a altor obiecte geometrice în spațiu, precum și unele dintre proprietățile acestora, cum ar fi viteza și accelerația. Astrofizica utilizează cinematica pentru a descrie mișcarea corpurilor și sistemelor cerești. Ingineria mecanică, robotica și biomecanica o folosesc pentru a descrie mișcarea sistemelor compuse din părți unite, cum ar fi un motor, un braț robotic sau scheletul corpului uman.
Studiul cinematicii poate fi abstractizat în funcții pur matematice. Este posibil să se reprezinte rotația cu elemente ale cercului unitar în planul complex. Alte algebre plane sunt utilizate pentru a reprezenta cartografierea de forfecare a mișcării clasice în timp și spațiu absolut și pentru a reprezenta transformările Lorentz din spațiul și timpul relativist. Matematicienii au dezvoltat o știință a geometriei cinematice, care utilizează timpul ca parametru.
Anumite transformări geometrice, numite transformări rigide, au fost dezvoltate pentru a descrie mișcarea componentelor unui sistem mecanic. Aceste transformări simplifică derivarea ecuațiilor de mișcare ale acestuia și sunt esențiale pentru analiza dinamică.
Analiza cinematică este procesul de măsurare a mărimilor cinematice utilizate pentru a descrie mișcarea. În domeniul ingineriei, analiza cinematică poate fi utilizată pentru a găsi domeniul de mișcare pentru un anumit mecanism și, în sens invers, sinteza cinematică proiectează un mecanism pentru un domeniu de mișcare dorit. În plus, cinematica aplică geometria algebrică la studiul avantajului mecanic al unui sistem mecanic sau al unui mecanism.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este cinematica?
R: Cinematica este o ramură a mecanicii clasice care descrie mișcarea punctelor, a corpurilor (obiecte) și a sistemelor de corpuri (grupuri de obiecte) fără a lua în considerare cauza mișcării respective.
Î: Ce măsoară analiza cinematică?
R: Analiza cinematică măsoară mărimile cinematice utilizate pentru a descrie mișcarea.
Î: Ce sunt transformările rigide?
R: Transformările rigide sunt anumite transformări geometrice utilizate pentru a descrie mișcarea componentelor unui sistem mecanic.
Î: Cum poate fi abstractizată cinematica în funcții matematice?
R: Rotația poate fi reprezentată prin elemente ale unui cerc unitar plan complex, iar alte algebre plane pot fi utilizate pentru a reprezenta cartografierea de forfecare în timp și spațiu absolut și transformările Lorentz în spațiu și timp relativist.
Î: Cum poate fi aplicată cinematica în inginerie?
R: În inginerie, analiza cinematică poate fi utilizată pentru a determina frecvența de mișcare a unui anumit mecanism, în timp ce în sinteza cinematică inversă mecanismul este proiectat pentru frecvența de mișcare dorită. De asemenea, se aplică geometria algebrică pentru a studia avantajul mecanic al unui sistem sau mecanism mecanic.
Î: Unde mai sunt folosite metodele cinematice în afară de inginerie?
R: Astrofizica îl folosește pentru a descrie mișcările și sistemele corpurilor cerești; ingineria mecanică, robotica și biomecanica îl folosesc pentru piesele conectate, cum ar fi un motor sau un braț robotic; matematicienii au dezvoltat o știință care folosește timpul ca parametru; și a fost aplicat pentru a studia mișcările unui schelet uman.
