Cinemática
A cinemática é o ramo da mecânica clássica que descreve o movimento de pontos, corpos (objetos) e sistemas de corpos (grupos de objetos) sem olhar para a causa deste movimento. O termo foi traduzido do francês; A.M. Ampère usou o termo cinématique. Ele construiu o termo a partir do grego κίνημα, kinema (movimento, movimento), derivado de κινεῖν, kinein (para mover). O estudo da cinemática é freqüentemente referido como a geometria do movimento.
Para descrever o movimento, a cinemática estuda os caminhos de pontos, linhas e outros objetos geométricos no espaço, e algumas de suas propriedades, tais como velocidade e aceleração. A Astrofísica utiliza a cinemática para descrever o movimento dos corpos e sistemas celestiais. A engenharia mecânica, robótica e biomecânica a utilizam para descrever o movimento de sistemas compostos de peças unidas como um motor, um braço robótico ou o esqueleto do corpo humano.
O estudo da cinemática pode ser abstraído em funções puramente matemáticas. É possível representar a rotação com elementos do círculo unitário no plano complexo. Outras algebras planares são usadas para representar o mapeamento de cisalhamento do movimento clássico no tempo e espaço absolutos e para representar as transformações Lorentz do espaço e tempo relativista. Os matemáticos desenvolveram uma ciência de geometria cinemática, que usa o tempo como parâmetro.
Certas transformações geométricas que são chamadas transformações rígidas foram desenvolvidas para descrever o movimento de componentes de um sistema mecânico. Estas transformações simplificam a derivação de suas equações de movimento, e são centrais para a análise dinâmica.
A análise cinemática é o processo de medir as quantidades cinemáticas utilizadas para descrever o movimento. Na engenharia, a análise cinemática pode ser usada para encontrar a amplitude de movimento para um determinado mecanismo e, trabalhando em sentido inverso, a síntese cinemática projeta um mecanismo para uma amplitude de movimento desejada. Além disso, a cinemática aplica a geometria algébrica ao estudo da vantagem mecânica de um sistema mecânico, ou mecanismo.
Perguntas e Respostas
P: O que é cinemática?
R: A cinemática é um ramo da mecânica clássica que descreve a moção de pontos, corpos (objetos) e sistemas de corpos (grupos de objetos) sem considerar a causa dessa moção.
P: O que mede a análise cinemática?
R: A análise cinemática mede as quantidades cinemáticas usadas para descrever a moção.
P: O que são transformações rígidas?
R: Transformações rígidas são certas transformações geométricas usadas para descrever o movimento de componentes de um sistema mecânico.
P: Como a cinemática pode ser abstraída em funções matemáticas?
R: A rotação pode ser representada por elementos de um círculo complexo de unidades planas, e outras algebras planares podem ser usadas para representar o mapeamento de cisalhamento em tempo e espaço absolutos, e transformações de Lorentz em espaço e tempo relativistas.
P: Como pode ser aplicada a cinemática na engenharia?
R: Na engenharia, a análise cinemática pode ser usada para determinar a freqüência de movimento de um determinado mecanismo, enquanto que na síntese cinemática inversa o mecanismo é projetado para a freqüência de movimento desejada. Aplica também a geometria algébrica para estudar a vantagem mecânica de um sistema ou mecanismo mecânico.
P: Onde mais são usados métodos cinemáticos que não sejam de engenharia?
R: Astrofísica a usa para descrever os movimentos e sistemas de corpos celestes; engenharia mecânica, robótica e biomecânica a usam para peças ligadas como um motor ou um braço robótico; os matemáticos desenvolveram uma ciência que usa o tempo como parâmetro; e foi aplicada para estudar os movimentos de um esqueleto humano.
