Apuntas

F´ ısica I. Curso 2010/11
Departamento de F´ ısica Aplicada. ETSII de B´jar. Universidad de Salamanca e Profs. Alejandro Medina Dom´ ınguez y Jes´ s Ovejero S´nchez u a

´ Tema 1. Cinematica
´ Indice
1. Introducci´n o 2. Movimiento en una dimensi´n o 2.1. Velocidad media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Velocidad instant´nea a . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Aceleraci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 2.4. Ejemplos particulares: movimientos uniforme y uniformemente acelerado . . . . 3. Movimiento en dos y tres dimensiones 3 4 4 5 6 7 11

3.1. Velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.2. Aceleraci´n . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 o 3.3. Componentes de la aceleraci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 o 3.4. Ejemplos particulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.4.1. Movimiento circular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.4.2. Movimiento parab´lico . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 o 4. Movimiento relativo 19

4.1. Velocidad relativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.2. Aceleraci´n relativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 o 5. Problemas 22

Tema 1. Cinem´tica a

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Tema 1. Cinem´tica a

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1.

Introducci´n o
La Mec´nica es una parte de laF´ a ısica que tiene por objeto estudiar el estado de movimiento

de los cuerpos, buscar sus causas y establecer las leyes que rigen estos movimientos. Dependiendo de la naturaleza del estudio, la Mec´nica se divide en dos partes Cinem´tica y Din´mica. La a a a Cinem´tica estudia de forma gen´rica el movimiento independientemente de las causas que lo a e producen. Sin embargo, la Din´micaatiende tambi´n a las causas que lo provocan. Dentro de a e la Din´mica, existe otra parte, de especial inter´s en Ingenier´ denominada Est´tica . Trata a e ıa, a de estudiar en que circunstancias los cuerpos est´n en reposo, aunque est´n sometidos a varias a e fuerzas. Los elementos b´sicos de la Cinem´tica son el espacio, el tiempo y el m´vil. La Cinem´tica a a o a Cl´sica admite la existencia de unespacio y un tiempo absolutos y continuos. Este espacio a es independiente de los objetos materiales que contiene. Postula tambi´n la existencia de un e tiempo absoluto que transcurre del mismo modo en todo el Universo y que es el mismo para todos los observadores, independientemente de su estado de movimiento. De este modo el tiempo se puede representar como una variable real. Aunque en este cursonosotros nos dedicaremos esencialmente al estudio de la Mec´nica a Cl´sica, cabe decir que existen otros modos dentro de la F´ a ısica de entender el espacio y el tiempo. En Mec´nica Relativista esos conceptos no son absolutos sino que est´n relacionados a a entre s´ y con el observador y su estado de movimiento. Es la mec´nica apropiada para el ı a estudio de problemas en que aparecenvelocidades pr´ximas a la de la luz. Existe otro tipo o de descripci´n mec´nica de la naturaleza apropiada para sistemas de dimensiones peque˜as, o a n como ´tomos y n´cleos. Se denomina Mec´nica Cu´ntica. En ella la posici´n y la velocidad de a u a a o una part´ ıcula no se pueden determinar simult´neamente con precisi´n arbitraria (Principio de a o Incertidumbre). Un cuerpo cualquiera puede considerarsecomo un punto material o como una part´ ıcula cuando sus dimensiones son despreciables frente a las dimensiones de sus desplazamientos. As´ por ejemplo, la Tierra puede considerarse como un objeto puntual al estudiar su movimiento ı respecto al sol, puesto que su di´metro son aproximadamente 10,000 km y la distancia media a al sol son 1013 km. Es por lo tanto, un concepto relativo relacionado con...