Cinématique
Nous expliquons ce qu'est la cinématique et quelle est l'origine de cette branche de la physique. Eléments de cinématique et exemples d'application.
Quelle est la cinématique?
La physique est une branche de la physique qui étudie le mouvement des objets solides et leur trajectoire en fonction du temps, sans tenir compte de l'origine des forces qui le motivent . Pour cela, la vitesse (déplacement entre le temps utilisé) et l'accélération (changement de vitesse entre le temps utilisé) de l'objet en mouvement est prise en compte.
Les origines de la cinématique remontent à l'astronomie ancienne, lorsque des astronomes et des philosophes comme Galileo Galilei observaient le mouvement des sphères sur des plans inclinés et en chute libre. Comprendre le mouvement des étoiles célestes. Ces études, ainsi que celles de Nicol s Copónico, Tycho Brahe et Johannes Kepler, ont servi de référence à Isaac Newton pour formuler ses trois lois du mouvement, qui ont tous été fondés conjointement au début du XVIIIe siècle. Cinématique moderne.
Les contributions du français Jean Le Rond d'Alembert, de Leonhard Euler et d'André-Marie Ampère ont été déterminantes dans la création de cette discipline, baptisée par Ampère lui-même en tant que cinématique (du grec kin in, bouge, bouge).
La postulation beaucoup plus tardive de la relativité d’Albert Einstein aurait pour effet de renverser la discipline et de fonder une cinématique relativiste, dans laquelle le temps et l’espace ne sont pas des dimensions absolues, comme c Est la vitesse de la lumière.
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Éléments de la cinématique
Les éléments de base de la cinématique sont trois: l’espace, le temps et un mobile . Nous devons tenir compte du fait qu'en mécanique classique, les deux premiers, le temps et l'espace, sont des dimensions absolues, indépendantes du mobile et antérieures à son existence, ainsi que de tous les phénomènes physiques observables.
L'espace est donc représenté par un espace euclidien. Le temps est considéré comme unique dans n'importe quelle région de l'univers et un mobile peut être n'importe quel corps en mouvement . En fait, les mobiles les plus simples sont des particules (et leur étude ouvre le domaine de la cinématique des particules), mais il est plus souvent considéré comme un solide rigide (analogue à un système de particules).
En ce sens, la cinématique classique envisage les types de mouvement suivants:
- Mouvement rectiligne uniforme . Un corps se déplace à une vitesse stable V, avec une accélération de 0 tout le temps, en ligne droite.
- Mouvement rectiligne uniformément accéléré . Un corps se déplace à une vitesse qui varie linéairement, car son accélération est constante au fil du temps.
- Mouvement harmonique simple C'est un mouvement alternatif périodique dans lequel un corps oscille autour d'un point d'équilibre dans une certaine direction et en unités de temps régulières.
- Mouvement parabolique C'est la composition de deux mouvements rectilignes différents: un horizontal et une vitesse constante, et un autre vertical et uniformément accéléré.
- Mouvement circulaire uniforme Comme son nom l’indique, c’est le mouvement qui dessine des cercles parfaits tout en maintenant sa vitesse dans un temps invariable.
- Mouvement circulaire uniformément accéléré . C'est la même chose que le rectiligne uniformément accéléré, seulement dans les cercles.
- Mouvement harmonique complexe C'est le résultat combinatoire de divers mouvements harmoniques simples, dans différentes directions.
Exemples de cinématique
La plupart des mouvements connus à la surface de la Terre sont de bons exemples d’études cinématiques. La chute d'un corps, par exemple, est un mouvement uniformément accéléré par la force de gravité, qui imprime son poids vers le bas.
Un autre exemple possible est un corps suspendu à un élastique, tel qu'un ressort, dont le mouvement sera simple ou complexe harmonique en fonction des forces que nous exercons sur lui.
Enfin, le mouvement des aiguilles de la montre ou d'un objet lâche à l'intérieur d'une centrifugeuse (peut-être des vêtements dans la machine à laver) permet d'illustrer le mouvement circulaire uniforme ou accéléré.
