Cos'è la cinematica in fisica

Definizione di cinematica

La cinematica, in fisica, è lo studio del moto di particelle o sistemi di particelle, senza prendere in considerazione le masse delle particelle o le forze che le causano.

Lo studio di quantità quali spostamento, velocità e accelerazione rientra nell'ambito della cinematica in fisica.

Cos'è lo spostamento

Lo spostamento misura la differenza tra la posizione iniziale e finale di una particella. Se il vettore posizione della posizione iniziale della particella, , è  e il vettore di posizione della posizione finale della particella, , è , quindi lo spostamento della particella è data da:

.

Come calcolare il dislocamento

Cos'è Velocity

La velocità è il tasso di cambio di posizione rispetto al tempo. È definito come:

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Cos'è l'accelerazione

L'accelerazione è il tasso di variazione della velocità rispetto al tempo. È definito come:

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Cos'è la cinematica monodimensionale

Cinematica monodimensionale è la cinematica delle particelle che si muovono lungo una linea, cioè in una dimensione spaziale.

Sotto la cinematica unidimensionale in fisica, consideriamo una particella che si muove lungo una linea retta. Possiamo derivare equazioni di moto per il caso speciale in cui l'accelerazione è costante. Nel derivare queste equazioni del moto, assumeremo che la particella si muova solo in linea retta lungo il -asse.

Se l'accelerazione è uniforme, quindi, in un dato periodo di tempo , il velocità media   è dato da , dove   è la velocità della particella all'inizio del periodo di tempo e è la velocità della particella alla fine del periodo di tempo. In questo caso, lo spostamento totale, , è semplicemente il prodotto della velocità media e del tempo:

Cos'è la cinematica bidimensionale

Cinematica bidimensionale si occupa di particelle che si muovono in un piano, cioè in due dimensioni spaziali.

Con la cinematica bidimensionale in fisica, per analizzare il moto bidimensionale, risolviamo tutti i componenti vettoriali in due direzioni che sono perpendicolari tra loro (ad esempio, il - e -assi sul piano cartesiano o "verticale" e "orizzontale"). Il movimento lungo una di queste direzioni è quindi indipendente dal movimento lungo l'altra. Di conseguenza, le equazioni del moto possono essere applicate separatamente a ciascuna di queste direzioni.

Ad esempio, considera una palla di cannone sparata da terra ad angolo  all'orizzontale. Nel  -direzione, la palla di cannone sperimenta un'accelerazione costante di   -9,81 m s^-2. Orizzontalmente, l'accelerazione è 0, supponendo che la resistenza dell'aria sia trascurabile.

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Riferimenti

Kirkby, L. A. (2011). Fisica A Student Companion. Scion Publishing.

Whittaker, E. T. (1904). Un trattato sulle dinamiche analitiche di particelle e corpi rigidi. Cambridge University Press.