سینماتیک

سینِماتیک ( به فرانسوی: cinématique ) از واژهٔ یونانی κινεῖν یا kinein به معنای جنبیدن، حرکت کردن، شاخه ای از دانش مکانیک کلاسیک است که حرکت اجسام و سامانه ها ( گروهی از اجسام ) را بدون درنظرگرفتن نیروهای عامل حرکت بررسی می کند. [ ۱] [ ۲] [ ۳] [ ۴]
سینماتیک را نباید با شاخهٔ دیگر مکانیک کلاسیک، دینامیک تحلیلی ( مطالعهٔ رابطهٔ میان حرکت اجسام و عوامل آن ) ، که گاهی به عنوان زیرشاخه ای از سینتیک ( مطالعهٔ رابطهٔ میان نیروهای خارجی و حرکت ) و استاتیک ( مطالعهٔ ارتباط های یک سامانه در تعادل ) شناخته می شود اشتباه گرفت. سینماتیک هم چنین متفاوت از دینامیک است که در فیزیک مدرن برای توصیف تکامل - زمانی یک سامانه به کار می رود.
واژهٔ سینماتیک گرچه نسبت به گذشته کم کاربردتر گشته اما هم چنان جزئی فیزیکی است. [ ۵] واژهٔ سینماتیک هم چنین در زیست مکانیک و نقل مکان حیوانی کاربرد دارد. [ ۶]
پایه ای ترین کاربرد سینماتیک در حرکت انتقالی یا دورانی ذرّات است. با معرفی اجسام صلب، که مجموعه ای از ذراتی با فاصلهٔ نسبی نامتغیرند، سینماتیک به درجه ای بالاتر از دشواری مفهومی برده می شود. اجسام صلب می توانند حرکت های انتقالی یا دورانی یا هر دو را تجربه کنند. یک سامانه از اجسام صلب که می توانند به کمک اتصالات مکانیکی به هم متصل شوند مفهوم پیچیده تری است. سینماتیک را می توان به این منظور به کار برد تا گستره ای از حرکات یک سازوکار را به دست آورد یا این که به طور معکوس در راستای طراحی یک مکانیزم که گستره ای از حرکات دلخواه را دارد استفاده شود. حرکت یک لنگ و نوسان یک پیستون در یک موتور از سامانه های سینماتیکی ساده اند. لنگ، نمونه ای از حلقهٔ سینماتیکی باز و پیستون نمونه ای از یک مکانیزم چهار میله ای بسته است.
سینماتیک خطی یا انتقالی، [ ۷] [ ۸] توصیف حرکت فضایی یک نقطه در طی یک خط است که به مسیر حرکت نیز شناخته می شود. [ note ۱] چنین مسیری یا مستقیم است ( راست خط ) یا خمیده ( خمیده خط ) .
جنبش شناسی ذرات، دانش مطالعهٔ سینماتیک یک ذرهٔ منفرد است. نتایج حاصله در جنبش شناسی ذرات به منظور مطالعهٔ سینماتیک مجموعهٔ ذرات، دینامیک و بسیاری شاخه های دیگر مکانیک استفاده می شود.
موقعیت یک ذره در فضا، اساسی ترین مفهوم در سینماتیک است. برای تعیین موقعیت یک ذره، سه فاکتور باید تعیین شود: نقطهٔ مرجع ( مبدأ ) ، فاصله از نقطهٔ مرجع و جهت خط مستقیمی که در فضا، نقطهٔ مرجع و ذره را به هم متصل می کند. نبود هر یک از این سه مورد، بیان موقعیت را ناقص می کند. به طور مثال، برجی با فاصلهٔ ۵۰ متر به سوی جنوب منزل خود را در نظر گیرید. نقطهٔ مرجع، منزل و فاصله، ۵۰ متر و جهت، جنوب است. اگر شخصی ادعا کند که برج، ۵۰ متر و به سوی جنوب است سؤال طبیعی این است که «از کجا؟». اگر فردی بیان کند که برج نسبت به منزل شما در جهت جنوب است این بار، سؤال «با چه فاصله ای؟» مطرح می شود. اگر گفته شود که برج نسبت به خانهٔ شما، ۵۰ متر فاصله دارد، سؤال این است که «در چه جهتی؟». بنابراین، تمام این سه پارامتر برای بیان موقعیت یک ذره در فضا حیاتی اند.