La cinematica è la branca della meccanica classica che si occupa della descrizione quantitativa e geometrica del moto dei corpi, a prescindere dalle forze e dalle masse che lo determinano (oggetto invece della dinamica).
Il concetto fondamentale su cui si fonda la cinematica è la definizione di un sistema di riferimento, rispetto al quale si misura la posizione di un punto materiale nel tempo tramite il vettore posizione \vec{r}(t). Dalla conoscenza della legge oraria del moto derivano le principali grandezze cinematiche:
- Velocità istantanea: la derivata prima della posizione rispetto al tempo, tangente alla traiettoria.
\vec{v}(t) = \frac{d\vec{r}(t)}{dt}
- Accelerazione istantanea: la derivata prima della velocità (ovvero derivata seconda della posizione) rispetto al tempo.
\vec{a}(t) = \frac{d\vec{v}(t)}{dt} = \frac{d^2\vec{r}(t)}{dt^2}
La cinematica dei sistemi di corpi rigidi estende questi concetti introducendo grandezze angolari, come l’angolo di rotazione \theta, la velocità angolare \vec{\omega} e l’accelerazione angolare \vec{\alpha}, e si occupa dello studio di meccanismi, articolazioni e moti relativi tra diversi sistemi di riferimento (ad esempio con l’uso dei teoremi di composizione delle velocità e delle accelerazioni).