Kinematika
Kinematika je odvětví klasické mechaniky, které popisuje pohyb bodů, těles (objektů) a soustav těles (skupin objektů), aniž by se zabývalo příčinou tohoto pohybu. Termín byl přeložen z francouzštiny; A. M. Ampère používal termín cinématique. Termín zkonstruoval z řeckého κίνημα, kinema (pohyb, pohyb), odvozeného od κινεῖν, kinein (pohybovat se). Studium kinematiky se často označuje jako geometrie pohybu.
Kinematika studuje dráhy bodů, přímek a jiných geometrických objektů v prostoru a některé jejich vlastnosti, jako je rychlost a zrychlení. Astrofyzika využívá kinematiku k popisu pohybu nebeských těles a systémů. Strojírenství, robotika a biomechanika ji používají k popisu pohybu systémů složených ze spojených částí, jako je motor, robotická ruka nebo kostra lidského těla.
Studium kinematiky lze abstrahovat do čistě matematických funkcí. V komplexní rovině je možné znázornit rotaci pomocí prvků jednotkové kružnice. Jiné rovinné algebry se používají k reprezentaci smykového mapování klasického pohybu v absolutním čase a prostoru a k reprezentaci Lorentzových transformací relativistického prostoru a času. Matematici vyvinuli nauku o kinematické geometrii, která používá čas jako parametr.
K popisu pohybu součástí mechanické soustavy byly vyvinuty určité geometrické transformace, které se nazývají tuhé transformace. Tyto transformace zjednodušují odvození jeho pohybových rovnic a mají zásadní význam pro dynamickou analýzu.
Kinematická analýza je proces měření kinematických veličin používaných k popisu pohybu. V inženýrství může být kinematická analýza použita ke zjištění rozsahu pohybu pro daný mechanismus a při opačném postupu, kinematické syntéze, se navrhne mechanismus pro požadovaný rozsah pohybu. Kromě toho kinematika používá algebraickou geometrii ke studiu mechanické výhody mechanického systému nebo mechanismu.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to kinematika?
Odpověď: Kinematika je odvětví klasické mechaniky, které popisuje pohyb bodů, těles (objektů) a soustav těles (skupin objektů), aniž by se zabývalo příčinou tohoto pohybu.
Otázka: Co měří kinematická analýza?
Odpověď: Kinematická analýza měří kinematické veličiny používané k popisu pohybu.
Otázka: Co jsou to tuhé transformace?
Odpověď: Tuhé transformace jsou určité geometrické transformace, které se používají k popisu pohybu součástí mechanického systému.
Otázka: Jak lze kinematiku abstrahovat do matematických funkcí?
Odpověď: V komplexní rovině je možné znázornit rotaci pomocí prvků jednotkové kružnice a další rovinné algebry lze použít k znázornění smykového mapování v absolutním čase a prostoru a Lorentzových transformací v relativistickém prostoru a čase.
Otázka: Jak lze kinematiku použít v technice?
Odpověď: Ve strojírenství lze kinematickou analýzu použít ke zjištění rozsahu pohybu pro daný mechanismus, zatímco při opačném postupu kinematická syntéza navrhuje mechanismus pro požadovaný rozsah pohybu. Kromě toho používá algebraickou geometrii ke studiu mechanické výhody mechanického systému nebo mechanismu.
Otázka: Kde jinde se kinematika kromě strojírenství používá?
Odpověď: Astrofyzika ji používá k popisu pohybů a systémů nebeských těles; strojírenství, robotika a biomechanika ji používají pro spojené součásti, jako je motor nebo robotická ruka; matematici vyvinuli vědu využívající čas jako parametr; a byla použita ke studiu pohybů lidské kostry.
