Na mecânica clássica, "cinemática" geralmente se refere ao estudo das propriedades do movimento - posição, velocidade, aceleração, etc. - sem qualquer consideração de por que essas quantidades têm os valores que têm. "Dinâmica" significa um estudo das regras que governam as interações dessas partículas, que permitem determinar por que as quantidades têm os valores que têm.

Assim, por exemplo, problemas envolvendo movimento com aceleração constante (" Um carro parte do repouso e acelera a 4m / s / s. Quanto tempo leva para percorrer 100m? ") São classificados como cinemáticos, enquanto os problemas que envolvem forças (" Uma massa de 100g está ligada a uma mola com uma constante de mola de 10 N / me pendurado verticalmente em um suporte. Quanto a mola estica? ") São classificados como" dinâmicos ".

Essa é uma definição operacional, pelo menos.

1. Estática : Estudo de forças em equilíbrio sem consideração de mudanças ao longo do tempo.
2. Cinemática : Estudo de movimentos (posição, velocidade , aceleração)
3. Cinetoestática : estudo de forças em equilíbrio, com a adição de forças relacionadas ao movimento (como forças de inércia via princípio de D'Alembert ) um instante de cada vez. Os resultados de um período de tempo não afetam os resultados do próximo período de tempo.
4. Dinâmica : Consideração completa dos fenômenos que variam no tempo na interação entre movimentos, forças e propriedades do material. Normalmente, há um processo de integração de tempo em que os resultados de um período de tempo afetam os resultados no próximo período de tempo.

No que diz respeito à origem da viscosidade cinemática e dinâmica, não tenho certeza, e eu mesmo me perguntei isso. Talvez decorra dos métodos de teste usados ​​para medir cada propriedade.

Uma vez que todos já deram respostas agradáveis ​​a esta pergunta, darei uma resposta mais pragmática:

Não se preocupe com isso. É uma distinção arbitrária feita por humanos. A natureza não se importa se algum fenômeno pode ser descrito / explicado puramente por considerações cinemáticas ou não. Não é uma distinção fundamental.

Por outro lado, é uma distinção útil. Tenho certeza de que você conhece a distinção de alguma forma implicitamente quando resolve problemas.

Deixe-me dar um exemplo em mecânica: você balança um pêndulo em um plano vertical, balança suficientemente rápido para que a trajetória seja um círculo. Qual é a tensão no pêndulo quando ele passa no ponto mais baixo do círculo. A tensão é uma quantidade dinâmica, porque é uma força. Agora, quando você resolve o problema, não escreve a equação completa de Newton e as resolve. Você usa a informação cinemática que você tem sobre a trajetória: é um círculo, na parte mais baixa da trajetória não há aceleração tangencial, então a aceleração é direcionada radialmente para dentro e é $ v ^ 2 / r $. A partir disso, você pode encontrar a tensão usando considerações puramente cinemáticas e nunca resolvendo $ \ vec {F} = m \ vec {a} $ como uma equação diferencial.

Acho que você entendeu que na física nós fazemos isso o tempo todo. Do contrário, muitos problemas seriam impossíveis de resolver sem recorrer a extensas simulações de computador o tempo todo. Na maioria dos problemas que consideramos, já temos alguma ideia da cinemática, o que permite reduzir o espaço de soluções aceitáveis. Às vezes tão drasticamente (mas isso é apenas para os problemas mais simples) que podemos resolvê-los por meio de considerações puramente cinemáticas.

Você deve pensar nisso em termos de programar um computador para simular o sistema físico. Cinemática é a estrutura de dados de que você precisa para simular a situação geral, quais variáveis ​​com qual intervalo de valores. Dynamics é o algoritmo real que simula o movimento.

A cinemática é sobre a amplitude de movimento ou mudança que um sistema pode sofrer, ou o espaço de estado no qual ele atua. Dinâmica diz respeito ao movimento que sofre de acordo com as leis do movimento.

Por exemplo, a cinemática de um corpo rígido no espaço descreve suas possíveis posições e orientações coordenadas e a faixa de velocidades e velocidades angulares, etc. A dinâmica descreve como estas mudariam sob a influência de um determinado sistema de forças .

Isso significa que a conservação de energia e outras quantidades é dinâmica porque só se mantém quando as equações de movimento estão em vigor.

Embora a cinemática e a dinâmica sejam mais usadas na mecânica clássica pode estender a ideia para a mecânica quântica, onde a cinemática é descrita pelo espaço de fase e operadores, enquanto a dinâmica é a evolução sob a influência de um determinado hamiltoniano.

É tradicional considerar a distinção entre cinemática e a dinâmica é absolutamente clara, mas possivelmente a coisa mais importante a se entender sobre ela é que nem sempre é assim. Como um exemplo simples, considere o caso de uma partícula que pode se mover ao longo de uma trilha fixa. Você poderia considerar a restrição que a mantém na trilha como cinemática e apenas seu movimento real ao longo da trilha faria parte da dinâmica, mas sabemos que em um nível mais profundo a partícula é mantida na trilha por forças dinâmicas.

Outro exemplo pode ser a conservação de carga. Se você considerar a equação de Dirac para uma partícula carregada na presença de um campo eletromagnético, descobrirá que a carga é conservada apenas sob a influência das equações de movimento. Se você quantiza o sistema, a carga é dada pela soma das cargas quantizadas nos pósitrons e elétrons, que só podem ser criados e destruídos aos pares. É possível ver isso como uma restrição cinemática com a dinâmica levando em consideração apenas o movimento das partículas.

Talvez o melhor exemplo seja na eletrodinâmica, onde um potencial vetorial descreve a cinemática do campo com os campos elétrico e magnético sendo dados por derivados adequados. Nesse caso, a equação de Maxwell que nos diz que o campo magnético tem divergência zero é cinemática porque segue sem o uso das equações do movimento, mas a divergência do campo elétrico é igual à corrente elétrica de acordo com as equações do movimento. Portanto, algumas das equações de Maxwell são cinemáticas e outras dinâmicas. Em uma teoria mais profunda, esses campos podem ser derivados de um sistema que exibe dualidade eletromagnética, onde monopólos magnéticos atuam como fontes para o campo magnético. Nesse caso, as partes cinemáticas e dinâmicas da equação de Maxwell são trocadas sob a dualidade, então somos forçados a perceber que a distinção original entre cinemática e dinâmica era uma ilusão.

Na análise final, a evolução do universo não faz a mesma distinção entre cinemática e dinâmica que os físicos fazem e é importante observar que em um nível mais profundo a cinemática pode acabar sendo dinâmica ou vice-versa. Portanto, qualquer tentativa de definir a diferença é até certo ponto arbitrária e pode não resistir ao teste do tempo.

Cinemática: o que Galileu trabalhou com seus inúmeros experimentos medindo deslocamento, velocidade e aceleração de bolas rolando em planos inclinados.

Dinâmica: no que Newton trabalhou quando formulou suas três leis.

Outra definição pragmática: Se você só precisa de unidades SI derivadas do metro e do segundo (comprimento, tempo, velocidade, aceleração, ...), é cinemática. Se você também precisa de unidades SI envolvendo o quilograma (massa, energia, momento, força, ...), é dinâmica.

A diferença é: consideração das forças .

Em muitos casos, as próprias forças estão relacionadas à localização (potencial de entradas de pesquisa, energia potencial, hamiltoniano), portanto, a dinâmica permitiria a você para prever o comportamento do sistema a partir de um determinado estado inicial.

É assim que eu entendo. Existe uma série de definições usadas em física e uma usada principalmente em engenharia. Descreverei primeiro aquele usado em física:

Em mecânica , descrevemos o movimento dos corpos e as causas que os afetam. Isso inclui o caso especial em que o "movimento" não é nenhum movimento, ou seja, os corpos estão estacionários.

A descrição do movimento em si é chamada de cinemática . Isso apenas configura os graus de liberdade relevantes, representados como variáveis ​​em uma forma matemática relevante.

A descrição das causas e como essas causas afetam o movimento é chamada de dinâmica . Essas causas costumam ser divididas em forças e torques. Esta descrição relaciona as variáveis ​​que descrevem o movimento acima, às forças, que devem depender dessas próprias variáveis. Isso significa que na dinâmica muitas vezes temos equações fechadas que podemos resolver com total generalidade.

Outra divisão das áreas da mecânica clássica, usada principalmente na engenharia, mantém a definição de cinemática, mas o que chamamos de dinâmica acima é chamado de cinética Budap.

A dinâmica então se refere à mecânica aplicada apenas ao movimento adequado (ou seja, não incluindo o caso estacionário). Em outras palavras, a dinâmica é a cinemática e a cinética do movimento adequado.

A mecânica aplicada ao caso estacionário é chamada de estática . Em outras palavras, a estática é a cinemática e a cinética do equilíbrio estático.

Eu diria que a cinemática tem a ver com o espaço de todas as configurações possíveis de um sistema ao mesmo tempo, por exemplo, quais restrições são colocadas sobre essas por leis de conservação. A dinâmica tem a ver com como as configurações mudam em função do tempo. Como sempre, a forma como o termo é realmente usado pode depender da pessoa.

Em sistemas mecânicos, eu diria que a diferença é se as forças envolvidas são devidas a situações estáticas ou quase estáticas em que as forças são devidas ao peso / gravidade, molas, etc. Se as forças resultam de acelerações, então temosum sistema dinâmico, enquanto o primeiro seria um sistema cinemático.

No exemplo de transmissão de luz do questionador original, não entendo a distinção que está sendo feita.Todos os fenômenos estão relacionados à interação de partículas e luz que, para meu modo de pensar, é um sistema dinâmico.Mas isso está em um nível inferior.

Primeiramente, a distinção entre cinemática e dinâmica é de causation. O que queremos dizer com isso? A etimologia da palavra cinemática é o grego kinēma , que significa movimento. Por outro lado, a dinâmica tem sua origem em dunamis , que significa poder (embora seja melhor pensar nisso como um poder in potentia, como na capacidade de fazer algo).

Então? Bem, todos nós conhecemos outra palavra que se baseia no grego kinēma - cinema . Se tivéssemos que representar a trajetória de uma partícula como uma função, como uma simulação de computador ou como um filme, estaríamos fornecendo uma descrição do movimento da partícula sem explicar o que a fez se mover daquela maneira. Mas, como físicos, não devemos nos contentar apenas em pintar um quadro do movimento de um sistema. Esse é o trabalho dos artistas.

Para explicar por que nosso sistema de interesse exibe o movimento que observamos, identificamos forças e potenciais que podem ter sido responsáveis ​​pelo desencadeamento do movimento. Na mecânica clássica, uma vez identificadas as forças e as condições iniciais do sistema (a dinâmica), podemos então resolver uma equação diferencial para obter uma solução parametrizada no tempo (a cinemática).

O estudo de sistemas dinâmicos é, afinal, um ramo da matemática. Eu espero que isso ajude. Além disso, espero que você compreenda que a distinção não é arbitrária, como algumas pessoas foram levadas a pensar.

A mecânica pode ser amplamente classificada nos seguintes ramos:

1.Statics- trata do estudo de objetos materiais em repouso OR trata do estudo do movimento de objetos sob os efeitos de forças em equilíbrio. Aqui o fator de tempo não desempenha nenhum papel.

2. Cinemática - trata do estudo do movimento de objetos materiais sem levar em conta os fatores que causam o movimento (ou seja, natureza da força, natureza do corpo). Aqui, o fator tempo desempenha um papel essencial.

3. Dinâmica - trata do estudo do movimento de objetos levando em consideração os fatores que causam o movimento. A dinâmica é baseada no conceito de força. Aqui, o fator tempo desempenha um papel essencial.

Acho que, em geral, pode-se interpretar uma distinção entre modelos cinemáticos e dinâmicos como se referindo vagamente a descrições fenomenológicas (cinemáticas) versus. descrições obtidas a partir dos primeiros princípios (dinâmico)