Kinematiska

Kinematiska är ett svenskt adjektiv som används i sammanhang där man beskriver rörelse utan att hänföra den till orsakerna bakom den. Kinematik är den gren av mekaniken som adjektivet hänvisar till och som studerar hur position, hastighet och acceleration förändras över tid. Den innefattar också hur rörelse beskrivs genom banor och tidsbaserade parametrar i olika referensramar.

Grundläggande begrepp inom kinematik är läge eller position r(t), förflyttning Δs över en intervall, hastighet v(t) = dr/dt och acceleration a(t) = dv/dt = d^2r/dt^2. Dessa storheter kan representeras som vektorer och beräknas med lämpliga matematiska verktyg i två- eller tredimensionellt rum.

Praktiska tillämpningar finns inom robotik, datorgrafik och biomekanik. Inom robotik används kinematiska modeller för att beskriva led- och länkarnas rörelse. Framåt kinematik tar positionen hos en ändeffektor som funktion av ledarnas vinklar; invers kinematik söker ledvärden som ger en önskad position. Inom datorgrafik används kinematik för realistisk animering och i biomekanik för att analysera människors rörelser.

En central del av kinematik är kinematiska kedjor, som består av länkar och leder och som möjliggör olika frihetsgrader. Kedjor kan vara planära (två dimensioner) eller rumsliga (tre dimensioner). Modeller används också i sensor- och kontrollsystem, där referensramar och koordinattransformationer är viktiga.

Historiskt utvecklades kinematik som disciplin i samband med klassisk mekanik och studier av rörelse under tidig modern tid. Den skiljer sig från dynamik, som behandlar orsakerna bakom rörelse och hur krafter påverkar den; kinematik beskriver bara hur rörelse observeras eller beräknas.