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運動學
力学的分支 / 維基百科,自由的 encyclopedia
運動學(kinematics)是力學的一門分支,專門描述物體的運動,即物體在空間中的位置隨時間的演進而作的改變,完全不考慮作用力或質量等等影響運動的因素。運動學與動力學(dynamics)不同。動力學專門研究造成運動或影響運動的各種因素。動力學綜合運動學與力動學在一起,研究力學系統由於力的作用隨着時間演進而造成的運動。[1][2]
在開始研討經典力學時,很自然地應該先思考各種可能的運動樣式,而暫時不將任何造成運動的因素納入考量。這初步探詢的知識就是運動學的學術領域。
— 愛德蒙·維特克, 質點與剛體分析動力學通論
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任何一個物體,像是車子、火箭、星球等等,不論其尺寸大小,假若能夠忽略其內部的相對運動,假若其內部的每一部份都是朝相同的方向、以相同的速度移動,那麼,可以簡易地將此物體視為質點,將此物體的質心的位置當作質點的位置。在運動學裏,這種質點運動,不論是直線運動或是曲線運動,都是最基本的研究對象。
假若不能忽略物體內部的相對運動,則當解析其運動時,必須先將物體理想化為剛體,即一群彼此之間距離不變的質點。涉及剛體的問題比較困難。剛體可能會進行平移運動、旋轉運動或兩者的綜合。更困難的案例是多剛體系統的運動。在這系統內,幾個剛體由機械連桿連結在一起。運動學分析某連桿裝置的可能運動範圍,或反過來,設計滿足預定運動範圍的連桿裝置。起重機或引擎活塞系統都是簡單的運動系統。起重機是一種開運動鏈。活塞系統是四連桿組的一部分。