Rotation Kinematics: Hvad er det & hvorfor det betyder noget (m /ligninger og eksempler)

Kinematik er en matematisk gren af fysik, der bruger ligninger til at beskrive bevægelse af genstande (specifikt deres baner
) uden at henvise til kræfter.

Det vil sige, du kan simpelthen tilslutte forskellige numre til sættet med fire kinematiske ligninger for at finde nogen ukendte i disse ligninger uden at have brug for kendskab til fysikken bag denne bevægelse og kun stole på dine algebrafærdigheder.

Tænk på "kinematik" som en kombination af "kinetik" ”Og” matematik ”- med andre ord bevægelsesmatematik.

Rotationskinematik er netop dette, men det handler specifikt om objekter, der bevæger sig i cirkulære stier snarere end vandret eller lodret. Som genstande i en verden af translationel bevægelse, kan disse roterende objekter beskrives med hensyn til deres forskydning, hastighed og acceleration over tid, selvom nogle af variablerne nødvendigvis ændres for at imødekomme de grundlæggende forskelle mellem lineær og vinkelbevægelse.

Det er faktisk meget nyttigt at lære det grundlæggende om lineær bevægelse og rotationsbevægelse på samme tid eller i det mindste blive introduceret til de relevante variabler og ligninger. Dette er ikke for at overvælde dig, men i stedet for at understrege parallellerne.

Selvfølgelig er det vigtigt at huske, når du lærer om disse "typer" af bevægelse i rummet, at oversættelse og rotation langt fra er gensidigt eksklusive. Faktisk viser de fleste bevægelige objekter i den virkelige verden en kombination af begge typer bevægelse, hvor en af dem ofte ikke er synlig ved første øjekast.
Eksempler på lineær og projektil bevægelse -

Fordi "hastighed" betyder typisk "lineær hastighed" og "acceleration" indebærer "lineær acceleration", medmindre andet er angivet, er det passende at gennemgå et par enkle eksempler på grundlæggende bevægelse.

Lineær bevægelse betyder bogstaveligt bevægelse begrænset til en enkelt linje, ofte tildelt variablen “x.” Projektilbevægelsesproblemer involverer både x- og y-dimensioner, og tyngdekraften er den eneste eksterne kraft (bemærk, at disse problemer beskrives som forekommende i en tredimensionel verden, f.eks. "En kanonkugle fyres ..." ).

Bemærk, at masse m
ikke indtaster kinematiske ligninger af nogen art, fordi tyngdekraftens virkning på genstands bevægelse er uafhængig af deres masse, og mængder som momentum, inerti og energi er ikke en del af nogen ligning o f bevægelse.
En hurtig note om radianer og grader

Fordi roterende bevægelse involverer at studere cirkulære stier (i ikke-ensartet såvel som ensartet cirkulær bevægelse) snarere end at bruge meter til at beskrive forskydningen af et objekt, du bruger radianer eller grader i stedet.

Radianen er på overfladen en akavet enhed, der oversætter til 57,3 grader. Men en tur rundt i en cirkel (360 grader) er defineret som 2π radianer, og af grunde, som du er ved at se, viser det sig praktisk, når der i nogle tilfælde løses problemer.