Cinemática
La cinemática es una rama de la física dedicada al estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio, sin atender a las causas que lo producen (lo que llamamos fuerzas). Por tanto la cinemática sólo estudia el movimiento en sí, a diferencia de la dinámica que estudia las interacciones que lo producen. El Análisis Vectorial es la herramienta matemática más adecuada para ellos.
En cinemática distinguimos las siguientes partes:
· Cinemática de la partícula.
· Cinemática del sólido rígido.
Modelo físico: Para estudiar la realidad, los físicos se sirven de 'modelos' que, con cierta aproximación y en determinadas condiciones, corresponden con ella. Se usan para realizar cálculos teóricos. Así, puede modernizarse un balón con una esfera para, por ejemplo, calcular su volumen con cierta aproximación conociendo su radio aproximado, aunque no es exactos.
Punto: Es un modelo físico. Se refiere a un elemento de volumen despreciable (se considerará sin volumen) situado en el espacio
Posición: Llamamos posición de un punto a su localización con respecto a un sistema de referencia
Sistema de referencia: Es aquel sistema coordenado con respecto al cual se da la posición de los puntos y el tiempo (a determinadas velocidades el tiempo cambia, buscad la paradoja de los gemelos). Profundizaremos más en este tema cuando se aborde el de Movimiento relativo.
Tiempo: Por nuestro lenguaje parece complicado de definir. Los griegos dieron una solución que, por ahora, nos puede valer. Llamamos tiempo al continuo transcurrido entre dos instantes.
Partícula puntual: Es un modelo físico. Se refiere a un elemento de tamaño diferencial (muy pequeño) y masa concentrada en su posición.
Fundamento de la cinemática clásica:
Fundamento de la cinemática clásica:
La cinemática trata del estudio del movimiento de los cuerpos en general y, en particular, el caso simplificado del movimiento de un punto material, mas no estudia por qué se mueven los cuerpos sino que se limita a describir sus trayectorias y modo de reorientarse en su avance. Para sistemas de muchas partículas, por ejemplo los fluidos, las leyes de movimiento se estudian en la mecánica de fluidos.
El movimiento trazado por una partícula lo mide un observador respecto a un sistema de referencia. Desde el punto de vista matemático, la cinemática expresa cómo varían las coordenadas de posición de la partícula (o partículas) en función del tiempo. La función matemática que describe la trayectoria recorrida por el cuerpo (o partícula) depende de la velocidad (la rapidez con la que cambia de posición un móvil) y de la aceleración (variación de la velocidad respecto del tiempo).
El movimiento de una partícula (o cuerpo rígido) se puede describir según los valores de velocidad y aceleración, que son magnitudes vectoriales:
Si la aceleración es nula, da lugar a un movimiento rectilíneo uniforme y la velocidad permanece constante a lo largo del tiempo.
Si la aceleración es constante con igual dirección que la velocidad, da lugar al movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y la velocidad variará a lo largo del tiempo.
Si la aceleración es constante con dirección perpendicular a la velocidad, da lugar al movimiento circular uniforme, donde el módulo de la velocidad es constante, cambiando su dirección con el tiempo.
Sistemas de coordenadas:
En el estudio del movimiento, los sistemas de coordenadas más útiles se encuentran viendo los límites de la trayectoria a recorrer o analizando el efecto geométrico de la aceleración que afecta al movimiento. En la gran mayoría de los casos, el estudio cinemático se hace sobre un sistema de coordenadas cartesianas, usando una, dos o tres dimensiones, según la trayectoria seguida por el cuerpo.
Tipos de movimientos:
Movimiento rectilíneo:
Es aquel en el que el móvil describe una trayectoria en línea recta.
Movimiento rectilíneo uniforme:
Movimiento rectilíneo uniforme:
En este movimiento el móvil se desplaza por una recta a velocidad V constante; la aceleración a es cero todo el tiempo. Esto corresponde al movimiento de un objeto lanzado en el espacio fuera de toda interacción, o al movimiento de un objeto que se desliza sin fricción. Siendo la velocidad V constante, la posición variará linealmente respecto del tiempo, según la ecuación:
Movimiento rectilíneo uniformemente o variado:
En este movimiento la aceleración es constante, por lo que la velocidad de móvil varía linealmente y la posición cuadráticamente con tiempo. Las ecuaciones que rigen este movimiento son las siguientes:
Aceleración y Tiempo: Las áreas bajo las rectas de la gráfica de aceleración en función del tiempo representan los cambios en la velocidad.
Velocidad y Tiempo: Las áreas bajo las pendientes de la gráfica de la velocidad en función del tiempo representan los cambios en la aceleración.
Distancia y Tiempo: Las áreas bajo las pendientes en las gráficas de la distancia en función del tiempo representan los cambios en la velocidad.
Movimiento Rectilíneo Vertical (M.R.V):
El movimiento rectilíneo vertical o mejor conocido como caída libre , es un movimiento en el plano vertical que se caracteriza por tener como valor de la aceleración a la gravedad terrestre( 9,81 m/s^2). Este movimiento puede ser acelerado (Valor de la aceleración positivo) o retardado (Valor de la aceleración negativo)
Características:
1) La aceleración que actúa es la gravedad y esta permanece constante.
2) cuando la partícula sube la dirección de la aceleración es contraria a la del movimiento , es decir, su valor es negativo.
3) cuando la partícula baja la dirección de la aceleración es igual que la de la velocidad, es decir, su valor es positivo.
Guias:
https://mail.google.com/mail/u/1?ui=2&ik=17214e7b73&attid=0.4&permmsgid=msg-f:1636829914660882833&th=16b7302295184991&view=att&disp=inline&realattid=16b731df8c67936360d4
https://mail.google.com/mail/u/1?ui=2&ik=17214e7b73&attid=0.3&permmsgid=msg-f:1636829914660882833&th=16b7302295184991&view=att&disp=inline&realattid=16b731df8c6e67edde03
https://mail.google.com/mail/u/1?ui=2&ik=17214e7b73&attid=0.2&permmsgid=msg-
f:1636829914660882833&th=16b7302295184991&view=att&disp=safe&realattid=16b731df8c5d5823ffe2
https://mail.google.com/mail/u/1?ui=2&ik=17214e7b73&attid=0.1&permmsgid=msg-f:1636829914660882833&th=16b7302295184991&view=att&disp=inline&realattid=16b731df8c5abbd2e71
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