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Revista depalique Intercentros
Física: Cinemática
Autor Salvador Torres Gómez
jueves, 03 de junio de 2010
FÍSICA: CINEMÁTICA La La palabra Fisica tal y como la conocemos hoy proviene del griego “fisis” y se
traduce por naturaleza. Cuando hablamos de la fisica hablamos de la ciencia que estudia la naturaleza en su aspecto
mas amplio y general; es decir, el estudio de aquellos fenómenos asociados a los cuerpos y que provoquen
modificaciones en su entorno, en su movimiento o en la energía.Éste interés humano por su entorno físico esta presente
desde las primeras civilizaciones, cuando empiezan a interesarse por la periodicidad de ciertos fenómenos astronómicos
por ejemplo.Es en la Grecia clásica donde se empieza a obsercar la naturaleza con otra mirada,con otras iniquietudes y
a prguntarse de forma diferente por los fenómenos físicos, podemos concluir por tanto que la fisis griega es el preludio de
la fisica moderna.El salto más significativo en el estudio de los fenómenos físicas se produce en el siglo XVI y su principal
exponente es Galileo Galilei.En la actualidad la física ya no se limita al estudio de los fenómenos naturales elementales,
como el movimiento de los cuerpos, las fuerzas que los provocan o la energía puesta en juego en estos procesos, sino
que abarca un gran numero de campos de investigación.
{mospagebreak title=Conceptos Previos}
CINEMÁTICA
La Cinemática (del griego κινεω, kineo, movimiento) es la rama de la mecánica
clásica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen,
limitándose, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo.
Conceptos previos.
El movimiento es un cambio de posición respecto a un punto fijo que se toma como referencia
Trayectoria
Recibe el nombre de trayectoria el conjunto de las sucesivas posiciones que va tomando el móvil. Dependiendo de la
trayectoria los movimientos pueden ser rectilíneos o curvilíneos
Aceleración
Aceleración media es el cociente entre la variación de velocidad que un móvil ha experimentado y el intervalo de tiempo
que ha empleado para recorrerlo
Aceleración instantáneo es la aceleración que tiene un móvil en un momento dado
MRU movimiento rectilíneo uniforme
un móvil presenta este movimiento cuando se desplaza en línea recta y con velocidad constante espacio = e = vt
MRUA movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Éste movimiento tiene lugar cuando el móvil se desplaza en línea recta con aceleración constante
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
Caída Libre
Cuando un cuero se mueve bajo la acción de la gravedad se dice que tiene un movimiento de caída libre
Movimiento circular
Un móvil tiene un movimiento circular cuando su trayectoria es una circunferencia.
Si lo hace con v constante se dice que describiría un movimiento circular uniforme, si este móvil describiera esa misma
trayectoria pero con aceleración constante se le llamaría movimiento circular uniformemente acelerado
{mospagebreak title=Puntos CLave}
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CINEMATICA
QUE ES EL MOVIMIENTO?
Un cuerpo tiene un movimiento de traslación cuando todo el, tomado en su conjunto como un solo punto, cambia de
lugar o de posición
cuando un cuerpo gira en torno a un eje fijo se mueve, pero no se desplaza. Este movimiento recibe el nombre de
movimiento de rotación
Puntos clave
La localización de un punto en el espacio respecto de otro punto que tomamos como referencia recibe el nombre de
posición
Reposo y movimiento son dos términos relativos, pues dependen del objeto que se tome como referencia
Movimiento absoluto es aquel en el que el punto de referencia se supone fijo respecto del punto que se mueve
El movimiento relativo es aquel en el que el punto cambia de posición respecto de otro que también se mueve
EL SISTEMA DE REFERENCIA
Para determinar la posición de un punto en cualquier instante es necesario fijar otro punto en el espacio como referencia.
El punto de referencia elegido se toma como origen O de tres ejes cartesianos.
El punto O de referencia puede ser cualquier objeto, real o imaginario, que esté en reposo relativo respecto al punto P.
El sistema de referencia es inercial cuando el punto O está en reposo o se mueve con velocidad constante.
La Tierra se puede considerar como un sistema de referencia inercial, aunque realmente no lo es, ya que se mueve
sobre sí misma.
LAS MAGNITUDES DEL MOVIMIENTO
Existe ciertas características de los cuerpos y de los fenómenos naturales llamadas magnitudes, las que usa la
cinemática son:
tiempo, posición, desplazamiento, espacio recorrido, velocidad y aceleración
POSICION
Ya hemos dicho que la posición de un punto P es su localización en el espacio. Existen dos formas de localizar un punto
en el espacio: mediante tres coordenadas cartesianas o mediante un vector r, o también OP, que une el origen del
sistema de referencia con el punto P y que recibe el nombre del vector posición.
El origen de este vector se halla siempre en el origen de coordenadas y su extremo coincide en cada instante con la
posición del punto móvil.
DESPLAZAMIENTO
Si en un instante dado un móvil se encuentra en la posición Po y al cabo del tiempo su posición es P1, diremos que el móvil
se ha desplazado desde un punto a otro.
este desplazamiento es definido por el vector desplazamiento
<!--[if !vml]-->
<!--[endif]--> VELOCIDAD
para determinar el movimiento de una partícula es necesario conocer como varia la posición de esa partícula en el
transcurso del tiempo.
La velocidad media se define como el desplazamiento que experimenta el punto móvil en la unidad de tiempo
su ecuación es:
ACELERACIÓN La aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa de ca
un móvil por unidad de tiempo. En otras palabras, cuánta rapidez adquiere un objeto durante el transcurso de su
movimiento, según una cantidad definida de tiempo.<!--[endif]--> Ecuación de la aceleración <!--[if !vml]-->
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{mospagebreak title=Movimiento Rectilíneo Uniforme}
MOVIMIENTOS RECTILINEOS Los movimientos rectilíneos se caracterizan porque su trayectoria es una línea recta,
Por tanto, la dirección de la velocidad se mantiene constante.
Criterio de signos para las ecuaciones del movimiento
rectilíneo: Para la posición. El signo de la posición coincide con el signo de los semiejes cartesianos. Para la velocidad.
La velocidad es positivo cuando el móvil se desplaza hacia la derecha o hacia arriba en los ejes cartesianos, y es
negativa por consiguiente si lo hace hacia abajo o hacia a la izquierda. Para la aceleración. Una aceleración es positiva
si su sentido coincide con el de la velocidad positiva y es negativa si su sentido es contrario a la misma. CINEMATICA
DEL MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME Un móvil posee un MRU cuando se desplaza en línea recta y sin
aceleración, es decir, manteniendo constante la velocidad. En este movimiento, la velocidad media coincide con la
velocidad instantánea.
Ecuaciones el MRU:
inicial, para t = 0 V es la velocidad constante del movimiento y T es el tiempo transcurrido Diagrama x-t. Se trata de
representar gráficamente la ecuación del movimiento tomando la posición instantánea como función y el tiempo como
variable constante. Diagrama v-t. Es la representación grafica de la función v = f (t). Se trata de una recta paralela al eje
de los tiempos.
Ejemplo de problema que se puede solucionar con el estudio de este movimiento: *Un coche
por un punto A situado a 20km del punto de referencia. ¿En qué punto se encontrará media hora más tarde si se
desplaza con una velocidad media de 100km/h?{mospagebreak title=Movimiento Rectilineo Uniformemente
acelerado}MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO Ecuaciones MRUA Supongamos que una
partícula tiene una velocidad instantánea Vo y en otro punto P1 de la trayectoria Vt. Si ha empleado un tiempo t en
desplazarse desde Po hasta P1, la aceleración media de la partícula habrá sido:
<!--[if !vml]--><
es la velocidad en cualquier instante, conocida la aceleración:
<
del MRUA
<!--[if !vml]-->Ejemplo de problema que podemos solucionar con el estudio de este mo
sus ecuaciones. *Un automóvil parte de una estación de servicio donde estaba en reposo. Después de recorrer 200m
alcanza una velocidad de 108km/h a) Calcular la aceleración. b) El tiempo que ha tardado en alcanzar la velocidad
indicada. Diagrama a-t. Al ser constante la aceleración, la grafica es una recta paralela al eje de los tiempos.
Diagrama x-t. Es la representación del espacio en función del tiempo.
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