• Wat is kinematica?
• Elementen van kinematica
• Voorbeelden van kinematica

We leggen uit wat kinematica is en wat de oorsprong is van deze tak van de natuurkunde. Elementen van kinematica en toepassingsvoorbeelden.

fysiek dat de beweging van vaste objecten en hun traject als functie van de tijd bestudeert, zonder rekening te houden met de oorsprong van de krachten die het motiveren. Daarbij wordt rekening gehouden met snelheid (de verandering in verplaatsing per eenheid van weer) en de versnelling (verandering in snelheid) van het bewegende object.

De oorsprong van kinematica gaat terug naar de astronomie oude tijden, toen astronomen en filosofen zoals Galileo Galilei de beweging van bollen in hellende vlakken en in vrije val om de beweging van de sterren hemel. Deze studies, samen met die van Nicolás Copernicus, Tycho Brahe en Johannes Kepler, dienden als referentie voor Isaac Newton om zijn drie bewegingswetten, en dit alles samen vormde de basis voor de moderne kinematica aan het begin van de 18e eeuw.

De bijdragen van de Fransen Jean Le Rond d’Alembert, Leonhard Euler en André-Marie Ampère waren cruciaal om dit discipline, door Ampère zelf gedoopt als kinematica (uit het Grieks kineïne, scrollen, verplaatsen).

De veel latere postulatie van relativiteit door Albert Einstein zou deze discipline op zijn kop zetten en relativistische kinematica vinden, waarin tijd en ruimte Het zijn geen absolute afmetingen, aangezien de lichtsnelheid.

Elementen van kinematica

De basiselementen van kinematica zijn drie: ruimte, tijd en een mobiel. We moeten er rekening mee houden dat in de mechanica klassiek zijn de eerste twee (tijd en ruimte) absolute dimensies, onafhankelijk van het mobiele en vóór zijn bestaan.

Ruimte wordt beschreven door Euclidische meetkunde, tijd wordt als uniek beschouwd in elke regio van de universum, en een mobiel kan elk lichaam in beweging zijn. De eenvoudigste mobiele telefoons zijn: deeltjes (en zijn studie opent het veld van deeltjeskinematica), maar vaker worden starre vaste stoffen (analoog aan een systeem van deeltjes en overeenkomend met wat we kennen als lichamen of objecten) beschouwd.

In die zin beschouwt klassieke kinematica de volgende soorten beweging:

• Uniforme lijnbeweging. Een lichaam reist met een constante snelheid v, met nul versnelling in een rechte lijn.
• Eenparig versnelde rechtlijnige beweging. Een lichaam beweegt met een snelheid die lineair varieert (aangezien de versnelling constant is) naarmate de tijd vordert.
• Eenvoudige harmonische beweging. Het is een periodieke heen en weer gaande beweging waarbij een lichaam oscilleert rond een evenwichtspunt in a adres bepaald en in regelmatige tijdseenheden.
• Parabolische beweging. Het is de samenstelling van twee verschillende rechtlijnige bewegingen: de ene horizontaal en met constante snelheid, en de andere verticaal en gelijkmatig versneld.
• Uniforme cirkelvormige beweging. Zoals de naam al aangeeft, is het de beweging die perfecte cirkels op zijn pad volgt, waarbij de modulus van zijn snelheid in de loop van de tijd ongewijzigd blijft.
• Eenparig versnelde cirkelvormige beweging.Het is de beweging die perfecte cirkels op zijn pad volgt, maar met een snelheid die in de loop van de tijd in module varieert.
• Complexe harmonische beweging. Het is de combinatie van verschillende eenvoudige harmonische bewegingen, in verschillende richtingen.

Voorbeelden van kinematica

De wijzers van een klok illustreren eenvormige cirkelbeweging.

De meeste bekende bewegingen op het aardoppervlak zijn goede voorbeelden uit kinematicastudies. De val van een lichaam is bijvoorbeeld een beweging die gelijkmatig wordt versneld door de zwaartekracht Dat aarde uitoefent op alle objecten. Deze kracht is wat we noemen gewicht en wijst naar het centrum van de planeet.

Een ander voorbeeld is een lichaam dat is opgehangen aan een elastiek, zoals een veer, waarvan de beweging eenvoudig of complex harmonisch zal zijn, afhankelijk van de krachten die we erop uitoefenen.

Ten slotte maakt de beweging van de wijzers van de klok of van een los voorwerp in een centrifuge (de kleding in de wasmachine bijvoorbeeld) het mogelijk om respectievelijk de uniforme of versnelde cirkelvormige beweging te illustreren.