Kinematika adalah ilmu yang mempelajari gerak dan pengembangan persamaan untuk menggambarkan gerakan benda-benda, bagian dari komponen yang lebih besar fisika yang dikenal sebagai mekanika klasik.
Ilmu kinematika terlihat secara khusus pada gerakan, bukan penyebab gerakan atau interaksi yang mungkin terjadi selama gerakan. Studi tentang penyebab dan interaksi dikenal sebagai dinamika, dan melibatkan persamaan terpisah. Mahasiswa Fisika sering mulai mempelajari dasar-dasar kinematika dan dinamika bersama-sama, karena mereka sangat erat terkait. Dalam bidang kinematika, peneliti melihat berbagai cara benda bergerak, mengevaluasi ciri-ciri seperti percepatan, perpindahan, dan kecepatan.
Kinematika juga mempelajari lingkungan, seperti udara, air, atau vakum, di mana gerak dapat terjadi. Ilmu ini dapat diterapkan pada segala sesuatu dari studi tentang bagaimana kuda lari ke analisis pergerakan partikel dalam ruang.
Gerakan dapat menjadi bidang studi kompleks, dan ada sejumlah dunia nyata serta aplikasi teori untuk penelitian kinematika.
Bagian dari disiplin ini dikenal sebagai kinematika sebaliknya melihat bagaimana objek harus bergerak untuk mencapai target yang diberikan. Ada dapat beberapa solusi untuk masalah di bidang fisika, dan fisikawan dapat mencari yang paling efisien dan elegan.
Penelitian ini sangat berguna dalam bidang-bidang seperti robotika, di mana teknisi ingin tahu bagaimana untuk memecahkan berbagai masalah gerakan, dan robot itu sendiri dapat diprogram untuk menggunakan persamaan kinematika untuk membuat keputusan independen tentang gerakan.
Selain menggambarkan pergerakan objek individu ke partikel terkecil, kinematika juga mempelajari sistem. Sistem terkait memiliki pola yang sangat berbeda dari gerakan dari objek individu, dan dapat menjadi sangat kompleks.
Misalnya, hewan memiliki serangkaian sendi bahwa semua dampak gerakan mereka. Dalam bidang-bidang seperti animasi, mampu secara akurat menggambarkan gerak sangat penting untuk menciptakan realisme dan gerak dinamis, dan persamaan kinematik mendasari animasi komputer untuk film, televisi, dan kegiatan lainnya.
Teks fisika menghasilkan sejumlah persamaan yang dapat diterapkan untuk berbagai masalah, dan siswa juga belajar ini di lingkungan kelas ketika mereka mencapai fase mekanika klasik studi mereka. Beberapa persamaan ini yang sangat tua, dan melibatkan penelitian yang dilakukan dalam studi awal fisika.
Para peneliti di bidang mekanika klasik menggunakan persamaan ini dan mengembangkan yang baru karena mereka belajar lebih banyak tentang fisika gerak. Penelitian mereka dapat ditemukan dalam jurnal fisika dan publikasi lain yang melaporkan topik yang muncul dalam fisika.
Pengertian
Kinematika adalah subbidang mekanika klasik yang menggambarkan gerakan benda titik, dan sistem benda (kelompok benda) tanpa mempertimbangkan gaya yang menyebabkannya bergerak.
Kinematika, sebagai bidang studi, sering disebut sebagai “geometri gerak” dan kadang-kadang dipandang sebagai cabang matematika.
Masalah kinematika dimulai dengan menggambarkan geometri sistem dan menyatakan kondisi awal dari setiap nilai posisi, kecepatan dan / atau percepatan titik yang diketahui dalam sistem. Kemudian, dengan menggunakan argumen dari geometri, posisi, kecepatan dan akselerasi dari bagian sistem yang tidak diketahui dapat ditentukan. Studi tentang bagaimana gaya bekerja pada benda termasuk dalam kinetika, bukan kinematika.
Kinematika digunakan dalam astrofisika untuk menggambarkan gerakan benda-benda langit dan koleksi benda-benda tersebut. Dalam teknik mesin, robotika, dan biomekanik kinematika digunakan untuk menggambarkan gerakan sistem yang terdiri dari bagian yang disatukan (sistem multi-link) seperti mesin, lengan robot atau kerangka manusia.
Transformasi geometris, juga disebut transformasi kaku, digunakan untuk menggambarkan pergerakan komponen dalam sistem mekanis, menyederhanakan derivasi persamaan gerak. Mereka juga penting untuk analisis dinamis.
Analisis kinematik adalah proses mengukur jumlah kinematik yang digunakan untuk menggambarkan gerakan. Dalam rekayasa, misalnya, analisis kinematik dapat digunakan untuk menemukan rentang gerakan untuk mekanisme tertentu dan bekerja secara terbalik, menggunakan sintesis kinematik untuk merancang mekanisme untuk rentang gerak yang diinginkan. Selain itu, kinematika menerapkan geometri aljabar untuk mempelajari keunggulan mekanis dari sistem atau mekanisme mekanis.
Rumus Kinematika
Rumus Kinematika semuanya tentang gerakan tubuh titik (partikel), tanpa mempertimbangkan penyebabnya karena itulah yang terjadi. Rumus kinematik adalah tiga tepatnya:
v=vo+at
v2=v2o+2a(x-xo)
dengan,
- x dan xo adalah perpindahan Final dan Initial yang dinyatakan dalam m,
- vo dan v adalah kecepatan awal dan akhir yang dalam m / s,
- percepatan dalam m / s2,
- waktu yang dibutuhkan adalah t dalam s.
Rumus Kinematika – 2D
Persamaan kinematika 2 dimensi atau 2D adalah tentang mengekspresikan persamaan yang sama dalam arah x dan y:
Dalam arah x, rumus Kinematika dinyatakan sebagai:
vx = vxo + axt
x = xo + vxot + 1212 axt2
vx2 = vxo + 2ax(x-xo)
Dalam arah y, rumus Kinematik sebagai:
vy = vyo + ayt
y = xo + vyot + 1212 ayt2
vy2 = vyo2 + 2ay(y – yo)
Rumus Kinematika untuk Gerakan Proyektil
Bayangkan gerakan proyektil seperti yang disajikan dalam gambar. Jadi, rumus kinematika adalah:
Di arah x:
vx = vxo
x = xo + vxo
Di arah y:
vy = vyo – gt
y = yo + vyot –1212 gt2
vy2 = vyo2 – 2g(y – yo)
Rumus Persamaan Kinematik
Contoh soal
Mobil dengan nol kecepatan awal mengalami percepatan komstan 7 m / s2 untuk interval waktu t = 5s. Hitung jarak yang ditempuh?
Jawab:
Parameter yang diberikan
- vo = 0
- t = 5s
- a = 7 m / s2
Untuk menemukan jarak yang ditempuh S.
Dengan menggunakan Persamaan Kinematik,
S = 0 × 5 + (0.5 × 7 × 52)
S = 87,5 m