¿Cuál es la diferencia entre "cinemática" y "dinámica"?

Question

He observado que los autores en la literatura a veces dividen las características de algún fenómeno en "cinemática" y "dinámica".

La primera vez que me encontré con esto fue en el libro de E&M de Jackson, donde, en la sección 7.3 de la tercera edición, escribe, sobre la reflexión y refracción de las ondas en una interfaz plana:

1. Propiedades cinemáticas: (a) El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia (b) Ley de Snell
2. Propiedades dinámicas (a) Intensidades de la radiación reflejada y refractada (b) Cambios de fase y polarización

Pero este no es en absoluto el único ejemplo. Una rápida búsqueda en Google revela "viscosidad dinámica y cinemática", "rendimiento cinemático y dinámico", "diagramas de Voronoi totalmente dinámicos y cinemáticos", "determinación de la órbita precisa cinemática y dinámica reducida" y muchas otras apariciones de esta distinción.

¿Cuál es la diferencia real entre cinemática y dinámica ?

Answer 1

Principalmente, la distinción entre cinemática y dinámica es una de causalidad . ¿Qué queremos decir con esto? La etimología de la palabra cinemática es el griego kinēma que significa movimiento. Por otro lado, la dinámica tiene su origen en dunamis , que significa poder (aunque es mejor pensar que es un poder in potentia, como la capacidad de hacer algo).

¿Y? Bueno, todos conocemos otra palabra que se basa en el griego kinēma -- cine . Si representáramos la trayectoria de una partícula como una función, como una simulación por ordenador o como una película, estaríamos proporcionando una descripción del movimiento de la partícula sin explicar qué ha provocado que se mueva de esa manera. Pero, como físicos, no debemos contentarnos con pintar una imagen del movimiento de un sistema. Ese es el trabajo de los artistas.

Para explicar por qué nuestro sistema de interés exhibe el movimiento que observamos, identificamos las fuerzas y los potenciales que pueden haber sido responsables de desencadenar el movimiento. En mecánica clásica, una vez identificadas las fuerzas y las condiciones iniciales del sistema (la dinámica), podemos resolver una ecuación diferencial para obtener una solución parametrizada en el tiempo (la cinemática).

El estudio de sistemas dinámicos es, después de todo, una rama de las matemáticas. Espero que esto ayude. Además, espero que comprenda que la distinción no es en absoluto arbitraria, como se ha hecho creer a algunas personas.

Answer 2

En los sistemas mecánicos, yo diría que la diferencia estriba en si las fuerzas implicadas se deben a situaciones estáticas o cuasiestáticas en las que las fuerzas se deben al peso/gravedad, a los muelles, etc. Si las fuerzas se deben a aceleraciones, entonces tenemos un sistema dinámico, mientras que el primero sería un sistema cinemático.

En el ejemplo de transmisión de luz del preguntante original, no entiendo la distinción que se hace. Todos los fenómenos están relacionados con la interacción de las partículas y la luz que a mi modo de ver es un sistema dinámico. Pero eso es a un nivel inferior.

Answer 3

La mecánica puede clasificarse a grandes rasgos en las siguientes ramas:

1.Estática- Se ocupa del estudio de los objetos materiales en reposo O se ocupa del estudio del movimiento de los objetos bajo los efectos de las fuerzas en equilibrio, donde el factor tiempo no juega ningún papel.

2. Cinemática - Se ocupa del estudio del movimiento de los objetos materiales sin tener en cuenta los factores que causan el movimiento (es decir, la naturaleza de la fuerza, la naturaleza del cuerpo).

3.Dinámica- Se ocupa del estudio del movimiento de los objetos teniendo en cuenta los factores que causan el movimiento.La dinámica se basa en el concepto de fuerza.Aquí,el factor tiempo juega un papel esencial.

Answer 4

Creo que, en general, se podría interpretar la distinción entre modelos cinemáticos y dinámicos como una referencia general a las descripciones fenomenológicas (cinemáticas) frente a las descripciones obtenidas a partir de los primeros principios (dinámicas).