KINEMATIKA (MOZGÁSTAN)

Kinematikának nevezzük a mechanika azon területét, amely leírja a mechanikai mozgásokat, de nem foglalkozik azzal, hogy mi okozza ezek keletkezését és létezését. Mozgása során a test (anyagi pont) időben változtatja a helyzetét. Ez azt jelenti, hogy változnak azon mennyiségek értékei amelyek az adott mozgást jellemzik: testek elmozdulása, út, sebesség, gyorsulás és mozgásidő

MECHANIKAI MOZGÁS A testek mechanikai mozgása, nem más mint ezek helyzetének az időben történő megváltozása, bármely más testhez képest.

A MOZGÁS VISZONYLAGOSSÁGA Minden test meghatározott időben – bármely pillanatben, helyet foglal el a térben más testekhez viszonyítva. Az hogy egy test mozog-e, és hogyan mozog, attól függ, hogy mely testhez viszonyítják a helyzetét. Az utas aki a vagonban ül, a vonathoz viszonyítva nyugalmi helyzetben van, de az állomáshoz viszonyítva a vonattal együtt mozog. Egy másik vonathoz viszonyítva ez a mozgás másmilyen. Ebben áll a testek mozgásának viszonylagossága (relativitása). A mozgás mindig viszonylagos: mindig két test egymáshoz viszonyított helyzetének megváltozása. Egy test mozgásáról beszélni önmagában értelmetlen. Egy test mozgását mindig egy másik testhez képest, hozzá viszonyítva adjuk meg, írjuk le.

Ha a test helyzete nem változik ahhoz a testhez képest, amelyre nézve a megfigyelést végezzük, akkor az nyugalmi állapotban van. Példának okán az asztalomon heverő könyvek, folyóiratok egymáshoz képest nyugalomban vannak, ám az ablakom előtt elrobogó motoroshoz viszonyítva már mozognak. (És az is nagyon fontos, hogy fizikai értelemben nem különböztethető meg, hogy a motor mozog-e a könyvekhez képest, vagy a könyvek a motorhoz képest — a két mozgás egyenértékű.)

Egy másik példa: suliba jövet buszon ülsz. A busz tárgyaihoz képest (pl. az ülésedhez képest) nyugalomban vagy, ám az útszéli fához képest már mozgásban. Az ablakon kinézve meglátod egyik haverod, s elindulsz a buszon hátrafelé, hogy integess neki. A busz az úthoz képest 20 km/h sebességgel megy, te a buszhoz képest hátrafelé 4 km/h-val trappolsz, ám az út szélén álló barátodhoz képest 16 km/h-val száguldasz előre .

VONATKOZTATÁSI RENDSZER A testek helyzetéről, így a helyzetváltoztatásról – mozgásról, csak akkor beszélhetünk, ha meghatározunk egy másik testet, vonatkoztatási testet, amelyhez képest az adott mozgást megfigyeljük. Azt a testet amelyhez képest a mozgást megfigyelik és leírják vonatkoztatási testnek nevezzük.

Habár a vonatkoztatási test megválasztása tetszőleges, mégis azt a testet válasszák, amelyhez viszonyítva a testek (anyagi pontok) helyzete és mozgása a legegyszerűbben meghatározható. A kiválasztott vonatkoztatási testhez megfelelő koordináta-rendszert rendelnek. Vonatkoztatási rendszernek nevezzük azt a koordináta-rendszert, amelynek középpontjában a vonatkoztatási test van. Különféle koordináta-rendszerek vannak: Descartes-féle koordináta-rendszer, poláris, gömb, hengeres és mások. Mi csak a Descartes-féle derékszögű koordináta-rendszert fogjuk használni. Ezt három egymásra merőleges sík, azaz három egymásra merőleges (x,y,z) tengelyek alkotják, ezek metszéspontja O, a koordináta-rendszer kezdőpontját jelöli.

Ebben a koordináta-rendszerben az A pont helyzete három szám segítségével határozható meg. A (x,y,z) amelyeket az A pont koordinátáinak neveznek.