Cinemática. Movimiento en una dimensión

Cinemática. Movimiento en una dimensión

La física, es como la ciencia que estudia la materia y la energía, se encarga de indagar, hasta lo más profundo, una gran cantidad de fenómenos, concebidos como la manifestación de una actividad que se produce en la naturaleza. Uno de los fenómenos más fácilmente perceptibles y más ampliamente estudiado por la física desde sus incisos es el del movimiento de los cuerpos.

Conceptos básicos de la cinemática

El movimiento mecánico, cuyo estudio constituye el objeto de la mecánica, es el más simple entre las diferentes formas de movimiento físico y, en general, entre todas las formas de movimiento en la naturaleza.

Movimiento mecánico el cambio de posición en el espacio y a través del tiempo de un cuerpo o de algunas de sus partes respecto a otros cuerpos.

Aristóteles fue uno de los primeros en intentar establecer un teoría armónica para describir el movimiento.

Galileo Galilei que cono su método experimental e inductivo sentó las bases de la nueva ciencia. Galileo no solo se preocupó por la observación de los hechos, sino también por reproducirlos de manera controlada siguiendo una metodología sistemática que le permitió encontrar el conocimiento subyacente en la explicación de los fenómenos que analizo.

Isaac Newton formulo una teoría de movimiento completo y coherente: las leyes del movimiento de los cuerpos.

Sistema de referencia

Todo lo que existe en el universo se mueve de alguna manera. Baste mencionar que la materia, en general, se encuentra construida por partículas muy pequeñas y que estas se encuentran en contaste movimiento, ya sea de vibración o de desplazamiento entre ellas.

¨sistema de referencia¨ a partir del cual podemos determinar el movimiento del objeto que deseamos analizar. Un punto de referencia puede ser algún lugar en la superficie de la tierra.

Un sistema de referencia cuenta con tres elementos esenciales:

• Un punto o cuerpo de referencia, a partir del cual se determinara la posición del objeto que se mueve. Puede ser un árbol, tu casa, el lugar donde te encuentras etc.

• Un sistema de coordenadas asociado con dicho punto para determinar la la dirección del movimiento y la posición.

• El tiempo a partir del cual se empezara a analizar el movimiento.

Modelo de partícula

El desarrollo de este tema se basara en un modelo llamado de partícula. Partícula porque consideramos que toda la masa del cuerpo se concentrara en un punto y analizaremos los cambios de posición de ese punto en el espacio y en el tiempo.

Movimiento de traslación

Traslación significa que todas las partes del objeto que se mueve describen las mismas trayectorias.

Cuando estudiamos el movimiento de un cuerpo, hablamos implícitamente de su movimiento de traslación.

Trayectoria

La trayectoria es el conjunto de puntos en el espacio que ocupa el cuerpo sucesivamente durante el cambio de posición desde su posición inicial hasta su posición final.

La trayectoria puede tomar cualquier forma, desde la más sencilla, que una línea recta, hasta líneas oblicuas, quebradas, circulares, curvas en general, pero siempre siguiendo una línea continua.

Distancia y desplazamiento

Una de las magnitudes físicas que describen el movimiento es la longitud. La longitud se define como la separación que existe entre dos puntos en el espacio. Su unidad de medición en el sistema internacional de unidades es el metro.

El movimiento mecánico implica un cambio de posición que representa físicamente una longitud recorrida por el cuerpo en movimiento.

Llamamos distancia recorrida a la longitud real de la trayectoria seguida por el cuerpo.

El desplazamiento de define como la distancia en line recta a partir de una posición inicial hasta la posición final de objeto.

Rapidez y velocidad

Se le llama rapidez a la distancia recorrida por unidad del tiempo y se mide en metros por segundo en el SIU.

Las unidades de rapidez anteriores correspondes al SIU. Sin embargo, cualquier unidad de longitud dividida por cualquier unidad de tiempo.

La rapidez se considera una cantidad escalar ya que no se requiere conocer la dirección del movimiento.

Se le llama velocidad a la relación que existe entre el desplazamiento de un cuerpo por cada unidad de tiempo que trascurre; también se mide en metros por segundo. La velocidad es una cantidad vectorial puesto que para calcularla está implícito el desplazamiento, que también es un vector.

Rapidez media como la relación que existe entre la distancia total recorrida por el cuerpo y el tiempo total trascurrido, y velocidad media como la relación existente entre el desplazamiento total recorrido y el tiempo total transcurrido.

Aceleración

Esta se refiere al cambio en la rapidez o en la velocidad de los cuerpos cuando se mueven tomando en cuenta el tiempo que trascurre durante el cambio. Aceleración que tiene magnitud, dirección y sentido, pensemos un poco en las formas en que pude cambiar la velocidad.

La velocidad también cambia cuando así lo hace la dirección del movimiento del cuerpo, aunque no cambie su magnitud en cualquiera de esos casos hay aceleración.

Movimiento en una dimensión

Un cuerpo cuando su trayectoria es una línea recta. También se le conoce como movimiento rectilíneo.

Algunos autores hacen una distinción del movimiento rectilíneo en dos tipos, a saber, el movimiento rectilíneo uniforme, aquel en el que el cuerpo se mueve a velocidad y rapidez constante y el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado aquel en el que el cuerpo se mueve en line recta con aceleración contrastante

Posición distancia y desplazamiento en una dimensión.

Para determinar la posición de un cuerpo, nuestro sistema de referencia será un ejemplo (que puede ser horizontal o vertical) con divisiones que representan los valores de distancia a partir del origen de dicho sistema punto.

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