Qu'est-ce que la cinématique en physique?

Définition de la cinématique

La cinématique, en physique, est l’étude du mouvement de particules ou de systèmes de particules, sans tenir compte des masses des particules ni des forces qui les font bouger..

L’étude de grandeurs telles que le déplacement, la vitesse et l’accélération relève de la cinématique en physique.

Quel est le déplacement

Le déplacement mesure la différence entre la position initiale et finale d'une particule. Si le vecteur de position de la position initiale de la particule, , est  et le vecteur de position de la position finale de la particule, , est , alors le déplacement de la particule est donnée par:

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Comment calculer le déplacement

Quelle est la vitesse

La vitesse est le taux de changement de position par rapport au temps. Il est défini comme:

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Qu'est-ce que l'accélération?

L'accélération est le taux de changement de vitesse par rapport au temps. Il est défini comme:

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Quelle est la cinématique unidimensionnelle

Cinématique unidimensionnelle est la cinématique des particules se déplaçant le long d'une ligne, c'est-à-dire dans une dimension spatiale.

Sous la cinématique unidimensionnelle en physique, on considère une particule se déplaçant le long d'une ligne droite. Nous pouvons dériver équations de mouvement pour le cas particulier où l'accélération est constante. En déduisant ces équations de mouvement, nous supposerons que la particule ne se déplace que dans une ligne droite le long du -axe.

Si l'accélération est uniforme, puis, sur une période donnée , la vitesse moyenne   est donné par , où   est la vitesse de la particule au début de la période et est la vitesse de la particule à la fin de la période. Dans ce cas, le déplacement total, , est simplement le produit de la vitesse moyenne et du temps:

Quelle est la cinématique à deux dimensions

Cinématique bidimensionnelle concerne des particules se déplaçant dans un plan, c'est-à-dire dans deux dimensions spatiales.

Avec la cinématique bidimensionnelle en physique, afin d'analyser le mouvement bidimensionnel, nous résolvons toutes les composantes vectorielles dans deux directions perpendiculaires (par exemple, la - et -axes sur le plan cartésien, ou directions “verticale” et “horizontale”). Le mouvement dans l'une de ces directions est alors indépendant du mouvement dans l'autre. Par conséquent, les équations de mouvement peuvent être appliquées à chacune de ces directions séparément.

Par exemple, considérons un boulet de canon tiré du sol sous un angle  à l'horizontale. dans le  -direction, le boulet de canon connaît une accélération constante de   -9,81 m s^-2. Horizontalement, l'accélération est égale à 0 si la résistance de l'air est négligeable.

Comment résoudre les problèmes de mouvement de projectile

Références

Kirkby, L. A. (2011). Physique Un compagnon étudiant. Editions Scion.

Whittaker, E. T. (1904). Un traité sur la dynamique analytique des particules et des corps rigides. la presse de l'Universite de Cambridge.