Kinematyka - Polski Serwis Naukowy

Kinematyka (gr. kínēma "ruch") – dział fizyki zajmujący się badaniem geometrycznych właściwości ruchu ciał bez uwzględniania ich cech fizycznych (np. masy) i działających na nie sił. W zależności od właściwości badanych obiektów dzieli się na: kinematykę punktu materialnego i bryły sztywnej oraz kinematykę ośrodków ciągłych (odkształcalnego ciała stałego, cieczy i gazów).

Przemieszczenie (wektor przesunięcia): jest to wektor łączący położenie początkowe z końcowym. Dla dowolnego ruchu krzywoliniowego wartość tego wektora jest mniejsza bądź równa drodze pokonanej przez ciało. Równość ma miejsce wówczas, gdy promień krzywizny toru dąży do nieskończoności (ruch prostoliniowy).

Bryła sztywna (inaczej: ciało sztywne, ciało rozciągłe) - pojęcie używane w fizyce oznaczające ciało fizyczne, którego elementy (części, punkty materialne) nie mogą się względem siebie przemieszczać. Jest to idealizacja ciał fizycznych, obiekty w których uwzględnia się możliwe zmiany położeń ich punktów względem siebie, określa się mianem ośrodków ciągłych. Bryła sztywna w ogólnym przypadku posiada sześć stopni swobody.

Podstawowe pojęcia kinematyki to: przestrzeń, czas, położenie, współrzędne, tor ruchu, prędkość, przyspieszenie, prędkość kątowa, przyspieszenie kątowe, droga, wektor przemieszczenia.

Wyjaśnienie podstawowych pojęć kinematyki

Pojęcie ruchu

Aby opisać ruch jakiegokolwiek ciała, należy ustalić, jak zmienia się jego położenie względem innego ciała, które uznajemy za układ odniesienia.

Gdy taka zmiana położenia nie zachodzi, dane ciało znajduje się w spoczynku względem tych ciał (w tym układzie odniesienia).

Układ odniesienia (fizyka) – punkt lub układ punktów w przestrzeni, względem którego określa się położenie lub zmianę położenia (ruch) danego ciała. Wybrany punkt często wskazuje się poprzez wskazanie ciała, z którym związany jest układ współrzędnych.

Proste zadanie kinematyki polega na obliczeniu pozycji i orientacji członu roboczego względem układu odniesienia podstawy dla danego zbioru współrzędnych konfiguracyjnych. Zadanie to można traktować jako odwzorowanie opisu położenia manipulatora w przestrzeni współrzędnych konfiguracyjnych na opis przestrzeni współrzędnych kartezjańskich.

Symbole wielkości kinematycznych i ich jednostki

v – prędkość (m/s – metr na sekundę)

a – przyspieszenie (m/s² – metr na sekundę do kwadratu)

s – droga (m – metr)

t – czas (s – sekundy)

Prędkość

Osobny artykuł: Prędkość.

$v=\frac{s}{t}$ $[v]=\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$

Przyspieszenie

Osobny artykuł: Przyspieszenie.

$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}$ $[a]=\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}$

Zadania kinematyki

proste zadanie kinematyki

odwrotne zadanie kinematyki

Zobacz też

Zobacz publikację na Wikibooks:
Kinematyka

Zobacz hasło kinematyka w Wikisłowniku

ruch jednostajny prostoliniowy

Tor ruchu (trajektoria) w kinematyce - krzywa zakreślana w przestrzeni przez poruszające się ciało. Jeżeli wypadkowa siła działająca na ciało wynosi 0, wówczas z I zasady dynamiki Newtona wynika, że ciało porusza się po torze prostoliniowym. Jeżeli na poruszające się ciało działa niezrównoważona siła, której kierunek nie jest styczny do toru ruchu, wówczas tor ruchu jest krzywoliniowy.

Prędkość kątowa w fizyce – wielkość opisująca ruch obrotowy (np. ruch po okręgu). Jest wektorem (pseudowektorem) leżącym na osi obrotu i skierowanym zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej.