Lankide:M.mendizabal/Proba orria

Zinematika (grezieraz κινεω, kineo, euskaraz higidura) mekanika klasikoaren atal bat da. Objektuen higiduraren legeak ikertu eta hauen higidura bera deskribatzen du. Horretarako ez ditu higidura eragiten duten kausak ikertzen, aldiz eta funtsean denboraren arabera ibilbideak ikertzera mugatzen da. Horregatik, batzuetan, matematikaren adar gisa ikusten da.

Zinematikan ibilbide horiek ikertzeko koordenatu-sistema bat erabiltzen da, honi erreferentzia- sistema deritzo. Abiadurak objektuen posizioak zein laster aldatzen diren esango digu eta azelerazioak objektuaren abiadura denborarekiko nola aldatzen adieraziko digu. Abiadura eta azelerazioa dira denboran zehar objektuen kokapenaren aldaketa deskribatzen duten bi magnitude nagusiak.

Historia[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Astronomo eta greziar filosofoak izan ziren higidura deskribatzen saiatu ziren lehenengoak. Galileo Galileik erorketa-aske eta plano inklinatuetan esferen mugimenduaren inguruko ikerketa egin zuen 1605. urtean. Planeten eta kanoizko balen mugimenduak ulertzen lagundu zion. Ondoren Evangelista Torricellik zikloidearen ikerketa egin zuen, higiduraren geometria ezagutzen lagundu zuena.

XVI. mendean Nicolás Kopernico, Tycho Brahe eta Johannes Keplerek higiduraren deskripzioaren inguruan eginiko ekarpenek ezagutza handitzeko balio izan zuten. Isaac Newtonek 1687. urtean Principia argitaratzeakirekin batera higidura sistematikoaren inguruko ekarpen handiena egin zuen. Besteak beste, bere izena daramaten higiduraren inguruko hiru legeak ezarri zituen. Horrekin, dinamikaren arloan ekarpenak egin zituen eta grabitazio unibertsalaren legea ezarri zuen.

Pierre Varignonek Pariseko Zientzia Akademia Errealaren aurrean eginiko hitzaldiarekin batera jaio zen 1700eko Urtarrilaren 20an zinematika modernoa. Bertan azelerazioa nola kalkulatu definitu zuen, aldiuneko abiaduraren kalkulu diferentzial bat eginaz.

XVIII. mendearen bigarren zatian Jean Le Rond d'Alembert, Leonhard Euler eta André-Marie Ampèrek ekarpen gehiago egin zituzten. Hobekuntzek Daniel Bernoulliren mugimendu lauko aldiuneko errotazio zentroaren legearen enuntziatuarekin jarraitu zuten.

Terminologia[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Zinematika hitza André-Marie Ampèrek sortu zuen. Disziplina honen edukia mugatu eta mekanikaren arloan zegokion tokia eman zion. Ordutik hona zinematikak bere garapenarekin jarraitu du, gaur egun duen egitura propio bat izan arte.

1905. urtean Albert Einsteinen Erlatibitate Bereziaren teoria atera zuenean beste etapa bat hasi zen. Zinematika Erlatibistan ^[1] denbora eta espazioa ez dira absolutuak, bai aldiz argiaren abiadura.

Zinematikaren oinarrizko elementuak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Oinarrizko elementuak espazioa, denbora eta objektu mugikor bat dira.

Mekanika klasikoan espazio absolutu baten existentzia onartzen da. Bertan fenomeno-fisiko guztiak ematen dira eta fisikako legeak guztiz betetzen direla suposatzen da. Espazio fisikoa Espazio Euklidear baten moduan agertzen da mekanika klasikoan.

Espazioarekin gertatzen den antzera denbora absolutu baten existentzia onartzen du mekanika klasikoak. Unibertsoaren eskualde guztietan denbora modu berean igarotzen da eta denbora absolutu hau bertan ematen diren fenomeno fisikoen independientea da.

Kontsideratu daitekeen objektu mugikorrik sinpleena partikula da. Partikularen zinematikan honen mugimenduaren ikerketa egiten da. Aldiz, solido zurrun bat denean, hau da partikula multzo bat, solido zurrunaren zinematika deritzo.

Zinematika klasikoaren oinarriak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Gorputzen higidura aztertzen da. Partikula askoko sistemetan, jariakinetan adibidez, higidura jariakinen mekanikako legeak aplikatuz aztertzen dira.

Partikula batek eginiko ibilbidea behatzaile batek aztertzen du erreferentzia-sistema batekiko. Matematikaren ikuspuntutik zinematikak partikularen posizioa denboran zehar nola aldatzen den azterzen du. Posizioaren aldaketa neurtzen dituen funtzio matematikoa partikularen abiadura eta azelerazioaren menpekoa da.

Partikula baten mugimendua azelerazio eta abiadura bektoreen arabera deskribatu daiteke.

Azelerazioa nulua bada higidura zuzen uniformea (HZU) ematen da zeinetan abiadura konstante mantentzen den denboran zehar.
Azelerazioa konstate eta abiaduraren noranzko berekoa bada higidura zuzen uniformeki azeleratua (HZUA) ematen da zeinetan abiadura denboran zehar aldatuko den.
Azelerazioa konstate eta abiaduraren norabide perpendikularrean ematen bada higidura zirkular uniformea ematen da. Abiaduraren moduloa konstante mantendu eta bere norabidea denboran zehar aldatzen da.
Azelerazioa konstantea eta abiadura eta norabidearen plano berean badago higidura parabolikoa ematen da. Azelerazioaren paraleloa den abiaduraren osagaiak HZUA jasaten du eta osagai perpendikularrak HZU. Bi higidura mota hauek konbinatuz ematen da higidura parabolikoa.
Azelerazioa konstante baina abiadura eta posizioaren plano ezberdinean dagoenean Coriolis efektua ematen da.

Higidura harmoniko sinplean joan etorriko higidura periodikoa ematen da, pendulo batena adibidez. Gorputz batek oreka posiziotik alde batera eta bestera oszilatzen du norabide jakin batean eta denbora tarte berdinetan.

Higiduraren erregistroa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Gaur egungo teknologiak gorputz batek eginiko higidura neurtzeko baliabide asko eskaintzen dizkigu. Ibilgailuen abiadura neurtzeko trafiko radar bat erabiltzen da, Doppler efektuan oinarritzen dena. Takometroa abiadura indikagailu bat da, ibilgailuaren abiadura gurpilen errotazio frekuentzian oinarrituz neurtzen du. Oinezkoek bestalde, podometro bat erabiltzen dute. Pausu bakoitzean ematen diren bibrazioak jasotzen ditu eta pausu baten luzera gutxi gorabehera kalkulatuz, ibilitako distantzia kalkulatzen du.