Cinématique

Cinématique, branche de la physique et subdivision de la mécanique classique qui s’intéresse au mouvement géométriquement possible d’un corps ou d’un système de corps sans considération des forces en présence (c’est-à-dire , causes et effets des mouvements).

Le physicien italien Guglielmo Marconi au travail dans la salle de radio de son yacht Electra, vers 1920.
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Un bref traitement de la cinématique suit. Pour un traitement complet, voir la mécanique.

La cinématique vise à fournir une description de la position spatiale des corps ou des systèmes de particules matérielles, de la vitesse à laquelle les particules se déplacent (vitesse) et de la vitesse à laquelle leur vitesse change (accélération). Lorsque les forces causales ne sont pas prises en compte, les descriptions de mouvement ne sont possibles que pour les particules ayant un mouvement contraint, c’est-à-dire se déplaçant sur des trajectoires déterminées. Dans un mouvement non contraint, ou libre, les forces déterminent la forme de la trajectoire.

Pour une particule se déplaçant sur une trajectoire rectiligne, une liste de positions et de temps correspondants constituerait un schéma approprié pour décrire le mouvement de la particule. Une description continue nécessiterait une formule mathématique exprimant la position en termes de temps.

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Lorsqu’une particule se déplace sur une trajectoire courbe, une description de sa position devient plus compliquée et nécessite deux ou trois dimensions. Dans ce cas, les descriptions continues sous la forme d’un seul graphique ou d’une formule mathématique ne sont pas réalisables. La position d’une particule se déplaçant sur un cercle, par exemple, peut être décrite par un rayon rotatif du cercle, comme le rayon d’une roue dont une extrémité est fixée au centre du cercle et l’autre à la particule. Le rayon tournant est connu comme vecteur de position de la particule et, si l’angle entre ce rayon et un rayon fixe est connu en fonction du temps, la magnitude de la vitesse et de l’accélération de la particule peut être calculée. La vitesse et l’accélération, cependant, ont une direction ainsi qu’une magnitude ; la vitesse est toujours tangente à la trajectoire, tandis que l’accélération a deux composantes, l’une tangente à la trajectoire et l’autre perpendiculaire à la tangente.

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