運動学 - 定義

運動学は、古典力学の一分野であり、それを引き起こす力を考慮せずに物体の運動を記述することに関係する。その目的は、一次元、二次元、三次元の空間を移動する物体の変位、速度、加速度、、時間の関係を数学的に表現することである。運動学では、微分積分学、幾何学、および参照系理論のツールを使用して、さまざまなタイプの運動（進行、回転、および複雑）が分析されます。

運動学の基本概念は軌跡であり、これは点または物体がとる経路の幾何学的形状を定義する。そこから、時間に対する位置の微分である瞬時速度や、速度の微分である加速度などの運動量が決定される。回転運動の場合、類似の量は角速度と角加速度である。運動学では、分析する運動の性質に応じて、直交座標系、極座標系、円筒座標系などの異なる座標系も使用する。

工学では、機構、ロボット、マニピュレーター、駆動システムの解析や設計において、運動学は重要な役割を果たします。動的な相互作用を考慮することなく、機械部品の動きの軌道を正確にモデル化することができます。メカトロニクスとロボット工学では、既知の入力パラメータに基づいてエフェクターの位置を決定するために使用される直接運動学と、与えられた位置に到達するために必要な制御値を決定することを目的とする逆運動学の両方が使用されます。

キネマティクスは、コンピュータアニメーション、バイオメカニクス、空気力学、スポーツや医療における動作解析にも使用されます。研究においては、動く物体の力、モーメント、質量特性を考慮した動的解析の出発点となる。その記述は、力学の他の分野で運動方程式を定式化するための基礎となる。

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