Kinematik
Kinematik er den gren af den klassiske mekanik, som beskriver bevægelsen af punkter, legemer (objekter) og systemer af legemer (grupper af objekter) uden at se på årsagen til denne bevægelse. Udtrykket blev oversat fra fransk; A.M. Ampère brugte udtrykket cinématique. Han konstruerede begrebet ud fra det græske κίνημα, kinema (bevægelse, bevægelse), der er afledt af κινεῖν, kinein (at bevæge sig). Studiet af kinematik omtales ofte som bevægelsesgeometri.
For at beskrive bevægelse undersøger kinematik baner for punkter, linjer og andre geometriske objekter i rummet og nogle af deres egenskaber som f.eks. hastighed og acceleration. Astrofysikken bruger kinematik til at beskrive himmellegemers og -systemers bevægelse. I maskinteknik, robotteknik og biomekanik bruges den til at beskrive bevægelsen af systemer, der består af sammenføjede dele, f.eks. en motor, en robotarm eller menneskekroppens skelet.
Studiet af kinematik kan abstraheres i rent matematiske funktioner. Det er muligt at repræsentere rotation med elementer af enhedscirklen i det komplekse plan. Andre plane algebraer anvendes til at repræsentere den klassiske bevægelses shear-mapping i absolut tid og rum og til at repræsentere Lorentz-transformationerne i relativistisk rum og tid. Matematikere har udviklet en videnskab om kinematisk geometri, der anvender tiden som en parameter.
Visse geometriske transformationer, som kaldes stive transformationer, er blevet udviklet til at beskrive bevægelsen af komponenterne i et mekanisk system. Disse transformationer forenkler udledningen af bevægelsesligningerne og er centrale for dynamisk analyse.
Kinematisk analyse er processen med at måle de kinematiske størrelser, der anvendes til at beskrive bevægelse. Inden for ingeniørvidenskab kan kinematisk analyse anvendes til at finde bevægelsesområdet for en given mekanisme, og i omvendt retning kan kinematisk syntese bruges til at konstruere en mekanisme til et ønsket bevægelsesområde. Kinematik anvender desuden algebraisk geometri til undersøgelse af den mekaniske fordel ved et mekanisk system eller en mekanisme.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er kinematik?
A: Kinematik er den gren af den klassiske mekanik, som beskriver bevægelsen af punkter, legemer (objekter) og systemer af legemer (grupper af objekter) uden at se på årsagen til denne bevægelse.
Spørgsmål: Hvad måler kinematisk analyse?
Svar: Kinematisk analyse måler de kinematiske størrelser, der anvendes til at beskrive bevægelsen.
Spørgsmål: Hvad er stive transformationer?
A: Stive transformationer er visse geometriske transformationer, der anvendes til at beskrive bevægelsen af komponenter i et mekanisk system.
Spørgsmål: Hvordan kan kinematik abstraheres til matematiske funktioner?
A: Det er muligt at repræsentere rotation med elementer af enhedscirklen i det komplekse plan, og andre plane algebraer kan anvendes til at repræsentere shear-mapping i absolut tid og rum samt Lorentz-transformationer i relativistisk rum og tid.
Spørgsmål: Hvordan kan kinematik anvendes i ingeniørarbejde?
A: Inden for ingeniørvidenskab kan kinematisk analyse anvendes til at finde bevægelsesområdet for en given mekanisme, mens kinematisk syntese i omvendt retning designer en mekanisme til et ønsket bevægelsesområde. Desuden anvendes algebraisk geometri til at undersøge den mekaniske fordel i et mekanisk system eller en mekanisme.
Spørgsmål: Hvor bruges kinematik ellers ud over i ingeniørarbejde?
A: Astrofysik bruger den til at beskrive himmellegemernes bevægelser og systemer; maskinteknik, robotteknik og biomekanik bruger den til sammenføjede dele som f.eks. en motor eller en robotarm; matematikere har udviklet en videnskab, der bruger tid som parameter; og den er blevet anvendt til at studere menneskers skeletbevægelser.
