Dinamiikka

Dinamiikka on fysiikan ja sovelletun matematiikan ala, joka tutkii liikettä sekä liikettä aiheuttavia voimia ja vääntöjä. Se on klassisen mekaniikan keskeinen osa-alue; kinematiikka kuvaa liikettä ilman syitä, kun dinamiikka selvittää, mitkä voimat ja vääntömomentit vaikuttavat liikkeeseen. Dynamiikan tavoitteena on mallintaa järjestelmiä ja ennustaa niiden tilan kehitys ajan kuluessa.

Perustan muodostavat Newtonin liikelait, joiden mukaan voimat aiheuttavat kiihtyvyyden, sekä jäykkien kappaleiden dynamiikka ja kiertymisen dynamiikka. Monimutkaisemmissa järjestelmissä käytetään Lagrangen ja Hamiltonin muotoiluja, jotka antavat tehokkaita tapoja kuvata liikettä yleisissä koordinaatistoissa ja huomioida rajoitteita.

Dynamiikka kattaa useita alalajeja: jäykkien kappaleiden dynamiikka, jatkuvadynamiikka (neste- ja kaasudynamiikka) sekä rakenteiden dynaaminen analyysi. Tutkimuksessa hyödynnetään sekä analyyttisiä ratkaisuja että numeerisia menetelmiä, kuten aikaintegrointia ja simulointeja, joiden avulla voidaan ennustaa järjestelmien käyttäytyminen reaaliaikaisesti tai suunnittelun kannalta.

Sovellukset ulottuvat monille aloille: ilmailusta, auto- ja robottitekniikasta rakennetekniikkaan, akustiikkaan sekä monimutkaisten dynaamisten järjestelmien suunnitteluun ja optimointiin. Dinamiikka on siten keskeinen osa sekä perus­tutkimusta että teknistä soveltamista.