Cinemática
La cinemática es la rama de la mecánica clásica que describe el movimiento de los puntos, los cuerpos (objetos) y los sistemas de cuerpos (grupos de objetos) sin considerar la causa de este movimiento. El término se tradujo del francés; A.M. Ampère utilizó el término cinématique. Construyó el término a partir del griego κίνημα, kinema (movimiento, desplazamiento), derivado de κινεῖν, kinein (moverse). El estudio de la cinemática suele denominarse geometría del movimiento.
Para describir el movimiento, la cinemática estudia las trayectorias de puntos, líneas y otros objetos geométricos en el espacio, así como algunas de sus propiedades, como la velocidad y la aceleración. La astrofísica utiliza la cinemática para describir el movimiento de los cuerpos y sistemas celestes. La ingeniería mecánica, la robótica y la biomecánica la utilizan para describir el movimiento de sistemas compuestos por piezas unidas, como un motor, un brazo robótico o el esqueleto del cuerpo humano.
El estudio de la cinemática puede abstraerse en funciones puramente matemáticas. Es posible representar la rotación con elementos del círculo unitario en el plano complejo. Se utilizan otras álgebras planas para representar la cartografía de cizalladura del movimiento clásico en el tiempo y el espacio absolutos y para representar las transformaciones de Lorentz del espacio y el tiempo relativistas. Los matemáticos han desarrollado una ciencia de la geometría cinemática, que utiliza el tiempo como parámetro.
Para describir el movimiento de los componentes de un sistema mecánico se han desarrollado ciertas transformaciones geométricas que se denominan transformaciones rígidas. Estas transformaciones simplifican la derivación de sus ecuaciones de movimiento y son fundamentales para el análisis dinámico.
El análisis cinemático es el proceso de medición de las magnitudes cinemáticas utilizadas para describir el movimiento. En ingeniería, el análisis cinemático puede utilizarse para encontrar el rango de movimiento de un mecanismo dado y, trabajando a la inversa, la síntesis cinemática diseña un mecanismo para un rango de movimiento deseado. Además, la cinemática aplica la geometría algebraica al estudio de la ventaja mecánica de un sistema mecánico, o mecanismo.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la cinemática?
R: La cinemática es la rama de la mecánica clásica que describe el movimiento de puntos, cuerpos (objetos) y sistemas de cuerpos (grupos de objetos) sin considerar la causa de este movimiento.
P: ¿Qué mide el análisis cinemático?
R: El análisis cinemático mide las magnitudes cinemáticas utilizadas para describir el movimiento.
P: ¿Qué son las transformaciones rígidas?
R: Las transformaciones rígidas son ciertas transformaciones geométricas que se utilizan para describir el movimiento de los componentes de un sistema mecánico.
P: ¿Cómo se puede abstraer la cinemática en funciones matemáticas?
R: Es posible representar la rotación con elementos del círculo unitario en el plano complejo, y se pueden utilizar otras álgebras planas para representar la cartografía de cizalladura en el tiempo y el espacio absolutos, así como las transformaciones de Lorentz en el espacio y el tiempo relativistas.
P: ¿Cómo puede aplicarse la cinemática a la ingeniería?
R: En ingeniería, el análisis cinemático puede utilizarse para hallar la amplitud de movimiento de un mecanismo determinado, mientras que trabajando a la inversa, la síntesis cinemática diseña un mecanismo para una amplitud de movimiento deseada. Además, aplica la geometría algebraica para estudiar la ventaja mecánica en un sistema o mecanismo mecánico.
P: ¿Dónde más se utiliza la cinemática además de en ingeniería?
R: La astrofísica la utiliza para describir los movimientos y sistemas de los cuerpos celestes; la ingeniería mecánica, la robótica y la biomecánica la utilizan para piezas unidas como un motor o un brazo robótico; los matemáticos han desarrollado una ciencia que utiliza el tiempo como parámetro; y se ha aplicado para estudiar los movimientos del esqueleto humano.
