• Co je kinematika?
• Prvky kinematiky
• Příklady kinematiky

Vysvětlíme, co je to kinematika a jaký je původ tohoto odvětví fyziky. Základy kinematiky a příklady aplikací.

fyzický který studuje pohyb pevných předmětů a jejich trajektorii jako funkci času, aniž by bral v úvahu původ sil, které jej motivují. K tomu se bere v úvahu rychlost (změna v přemístění na jednotku počasí) a akcelerace (změna rychlosti) pohybujícího se objektu.

Počátky kinematiky sahají do astronomie starověku, kdy astronomové a filozofové jako Galileo Galilei pozorovali hnutí koulí v nakloněných rovinách a při volném pádu, abychom pochopili pohyb hvězdy nebeský. Tyto studie, spolu se studiemi Mikuláše Koperníka, Tycha Brahe a Johannese Keplera, posloužily Isaacu Newtonovi jako reference k formulaci jeho tři pohybové zákony, a to vše dohromady založilo na počátku 18. století moderní kinematiku.

Příspěvky Francouzů Jeana Le Ronda d’Alemberta, Leonharda Eulera a André-Marie Ampèrea byly klíčové pro vytvoření tohoto disciplína, pokřtěný samotným Amperem as kinematika (z řečtiny kinein, posouvat, posouvat).

Mnohem pozdější postulace relativity od Alberta Einsteina obrátila tuto disciplínu vzhůru nohama a nalezla relativistickou kinematiku, ve které čas a prostor Nejsou to absolutní rozměry, jako např rychlost světla.

Prvky kinematiky

Základní prvky kinematiky jsou tři: prostor, čas a mobil. Musíme vzít v úvahu, že v mechanika klasické první dvě (čas a prostor) jsou absolutní dimenze, nezávislé na mobilu a před jeho existencí.

Prostor je popsán euklidovskou geometrií, čas je považován za jedinečný v jakékoli oblasti vesmíra mobilem může být jakékoli těleso v pohybu. Nejjednodušší mobily jsou částice (a jeho studium otevírá pole kinematiky částic), ale častěji jsou uvažovány tuhé pevné látky (analogické systému částic a odpovídající tomu, co známe jako tělesa nebo objekty).

V tomto smyslu klasická kinematika uvažuje o následujících typech pohybu:

• Rovnoměrný pohyb linie. Těleso se pohybuje konstantní rychlostí v, s nulovým zrychlením v přímce.
• Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb. Těleso se pohybuje rychlostí, která se lineárně mění (protože jeho zrychlení je konstantní) s postupem času.
• Jednoduchý harmonický pohyb. Je to periodický vratný pohyb, při kterém těleso kmitá kolem rovnovážného bodu v a adresa stanovené a v pravidelných jednotkách času.
• Parabolický pohyb. Jedná se o složení dvou různých přímočarých pohybů: jeden vodorovný a konstantní rychlostí a druhý svisle a rovnoměrně zrychlený.
• Rovnoměrný kruhový pohyb. Jak naznačuje jeho název, je to pohyb, který na své dráze sleduje dokonalé kruhy a udržuje modul své rychlosti nezměněný v průběhu času.
• Rovnoměrně zrychlený kruhový pohyb.Je to pohyb, který na své dráze sleduje dokonalé kruhy, ale s rychlostí, která se v průběhu času mění v modulu.
• Komplexní harmonický pohyb. Je to kombinace různých jednoduchých harmonických pohybů v různých směrech.

Příklady kinematiky

Ručičky hodin znázorňují rovnoměrný kruhový pohyb.

Většina známých pohybů na povrchu Země je dobrým příkladem z kinematických studií. Pád tělesa je například pohyb rovnoměrně zrychlený gravitační síla že Země působí na všechny předměty. Tato síla je to, čemu říkáme hmotnost a ukazuje do středu planety.

Dalším příkladem je těleso zavěšené na elastickém prvku, jako je pružina, jehož pohyb bude jednoduchý nebo komplexní harmonický v závislosti na silách, které na něj působíme.

Konečně pohyb ručiček hodin nebo volného předmětu uvnitř odstředivky (např. oblečení v pračce) umožňuje znázornit rovnoměrný nebo zrychlený kruhový pohyb.