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Ing. Eduardo Cruz Romero
Todo el universo se encuentra en
constante movimiento, los cuerpos presentan
movimientos rápidos, lentos, periódicos y
azarosos. La tierra describe un movimiento de
rotación girando sobre su propio eje, al mismo
tiempo describe un movimiento de traslación
alrededor del sol.
Cuando decimos que un cuerpo se
encuentra en movimiento, interpretamos que
su posición esta variando respecto a un punto
considerado fijo.
El estudio de la cinemática nos permite
conocer y predecir en que lugar se encuentra un
cuerpo, que velocidad tendrá al cabo de cierto
tiempo, o bien en que lapso llegara a su
destino.
En la descripción del movimiento de
cualquier objeto material, también llamado
cuerpo físico, resulta útil interpretarlo como
una partícula en movimiento, es decir, como si
fuera un solo punto en movimiento. Para ello,
se considera la masa de un cuerpo concentrada
en un punto.
El considerar a un cuerpo físico como una
simple partícula, nos evita analizar en detalle
los diferentes movimientos experimentados
por
el
mismo
cuerpo
durante
su
desplazamiento de un punto a otro.

Posición: Es el lugar en que se encuentra el
móvil en un cierto instante de tiempo t. Suele
representarse con el vector de posición r.
Dada la dependencia de este vector con el
tiempo, es decir, si nos dan r(t), tenemos toda
la información necesaria para los cálculos
cinemáticos.

Velocidad: es la variación de la posición con
el tiempo. Nos indica si el móvil se mueve, es
decir, si varia su posición a medida que varia
el tiempo. La velocidad en física se
corresponde al concepto intuitivo y cotidiano
de velocidad.

Aceleración: indica cuanto varia la velocidad
al ir pasando el tiempo. El concepto de
aceleración no es tan claro como el de
velocidad, ya que la intervención de un
criterio de signos puede hacer que
interpretemos erróneamente cuando un
cuerpo se acelera (a > 0) o cuando se decelera
(a < 0).
Por ejemplo, cuando lanzamos una piedra al
aire y esta cae es fácil ver que, según sube la
piedra, su aceleración es negativa, pero no es
tan sencillo constatar que cuando cae su
aceleración sigue siendo negativa porque
realmente su velocidad esta disminuyendo, ya
que hemos de considerar también el signo de
esta velocidad.
En la descripción del movimiento de una
partícula es necesario señalar perfectamente
cual es su posición, para ello, se usa un sistema
de referencia, existen dos clases de sistemas de
referencia: el absoluto y el relativo.
El sistema de referencia absoluto es aquel
que considera un sistema fijo de referencia y el
sistema de referencia relativo es el que
considera móvil al sistema de referencia.
En realidad, el sistema de referencia absoluto
no existe: por ejemplo, si una persona parada
en una esquina observa a un automóvil circular
a una velocidad de 50 km/h hacia el norte,
podría considerarse que el automóvil se mueve
respecto a un punto fijo, el cual es la persona
misma parada en la esquina, pero en realidad,
la persona también se mueve, pues la tierra
también se mueve, esta constante movimiento
de rotación y de traslación.
Ejemplo:
Un tren cuya marcha es de 80 km/h viaja una
persona a la cual se le ocurre caminar en el vagón
en la misma dirección que la maquina, a una
velocidad de 5 km/h, esto lo hace considerando el
tren como un sistema de referencia inmóvil, sin
embargo si otra persona observa el paso del tren,
su sistema de referencia es la tierra, y para el la
velocidad del pasajero se obtendrá al sumar la
velocidad de este y la del tren, dando como
resultado 85 km/h.
Para describir la posición de
una partícula sobre una
superficie, se utiliza un sistema
de coordenadas cartesianas o
coordenadas rectangulares, en
este sistema los ejes se cortan
perpendicularmente en un
punto 0 llamado origen, el eje
horizontal es el de las abscisas
o de las X y el eje vertical es el
de las ordenadas o de lasY.
Cuando un móvil sigue una trayectoria recta en la
cual realiza desplazamientos iguales se dice que
efectúa un movimiento rectilíneo uniforme.
Supongamos que en 1 segundo un móvil se
desplaza 2 metros; al transcurrir 2 segundos, se
habrá desplazado 4 metros; al transcurrir 3
segundos, se habrá desplazado 6 metros y así
sucesivamente; en este caso observaremos que la
velocidad permanece constante, ya que por cada
incremento en el tiempo de 1 segundo, tendrá un
incremento de 2 metros en su desplazamiento.
Para representar algún cambio en una variable se
utiliza la letra griega (delta). Por tanto, podemos
escribir la formula de la velocidad en función de los
cambios de su desplazamiento respecto al cambio en
el tiempo de la siguiente forma:
∆𝑑 𝑑2 − 𝑑1
𝑣=
=
∆𝑡
𝑡2 − 𝑡1
Siempre que se trate del movimiento de un
móvil
en
línea
recta,
recorriendo
desplazamientos iguales en tiempos iguales, la
∆𝑑
relación:
∆𝑡
será un valor constante donde:
∆𝑑
∆𝑡
= 𝑘 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente:

La aceleración de un objeto es directamente
proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e
inversamente proporcional a su masa.
De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa
de un objeto con el siguiente enunciado:
𝐹 = 𝑚𝑎
Una buena explicación para la misma es
que establece que siempre que un cuerpo
ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el
segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el
primero cuya magnitud es igual, pero en
dirección contraria a la primera. También
podemos decir que la segunda ley de Newton
responde la pregunta de lo que le sucede a un
objeto que tiene una fuerza resultante
diferente de cero actuando sobre el.
Definición: La fricción es una fuerza de contacto
que actúa para oponerse al movimiento deslizante entre
superficies. Actúa paralela a la superficie y opuesta al
sentido del deslizamiento. Se denomina como Ff . La
fuerza de fricción también se le conoce como fuerza de
rozamiento.
La fricción ocurre cuando dos objetos se deslizan
entre sí o tienden a deslizarse. Cuando un cuerpo se
mueve sobre una superficie o a través de un medio
viscoso, como el aire o el agua, hay una resistencia al
movimiento debido a que el cuerpo interactúa con sus
alrededores.
Dicha resistencia recibe también el nombre de
fricción. Podemos observar el siguiente ejemplo:
Observa que el hombre realiza una fuerza sobre
el objeto a la cual llamamos fuerza de empuje,
también
podemos
llamarle
fuerza
aplicada. Podemos asumir que el objeto se
desliza a la derecha, sin que haya rotación. La
dirección de la fuerza, también es a la derecha,
mientras que la fricción se dirige a la
izquierda. En otras palabras la fuerza de
fricción actúa paralela a la superficie y en
contra del movimiento.
La forma general de escribir la ecuación para la fuerza
de fricción es de la siguiente manera:
𝐹𝑓 ≤ 𝜇𝐹𝑛
donde Ff es la fuerza de fricción mientras que μ es el coeficiente
de fricción.
Fricción Estática
Fricción Cinética
𝐹𝑓 ≤ 𝜇𝑠𝐹𝑛
𝐹𝑓 ≤ 𝜇𝑘𝐹𝑛
Materiales en contacto
Fricción estática
Fricción cinética
Hielo // Hielo
0.1
0.03
Vidrio // Vidrio
0.9
0.4
Vidrio // Madera
0.25
0.2
Madera // Cuero
0.4
0.3
Madera // Piedra
0.7
0.3
Madera // Madera
0.4
0.3
Acero // Acero
0.74
0.57
Acero // Hielo
0.03
0.02
Acero // Latón
0.5
0.4
Acero // Teflón
0.04
0.04
Teflón // Teflón
0.04
0.04
Caucho // Cemento (seco)
1.0
0.8
Caucho // Cemento (húmedo)
0.3
0.25
Cobre // Hierro (fundido)
1.1
0.3
Esquí (encerado) // Nieve (0ºC)
0.1
0.05
Articulaciones humanas
0.01
0.003
https://sites.google.com/site/timesolar/fuerza/segundaleydenewton
https://sites.google.com/site/timesolar/fuerza/friccion
Física General – Héctor Pérez Montiel. Publicaciones Culturales.