Cinematica De Una Particula

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Teoría básica y problemas propuestos de
Cinemática y Dinámica

1. Introducción
2. Objetivo
3. Contenidos- Conocimientos previos
4. Desarrollo teórico
5. Problemas propuestos con respuestas
6. Preguntas de razonamiento
7. Problemas propuestos sin respuestas
8. Bibliografía recomendada

INTRODUCCIÓN
El fenómeno más obvio yfundamental que observamos a nuestro alrededor es el de movimiento. El viento, las olas, los pájaros que vuelan, los animales que corren, las hojas que caen. Prácticamente todos los procesos inimaginables pueden describirse como el movimiento de ciertos objetos. Para analizar y predecir la naturaleza de los movimientos que resultan de las diferentes clases de interacciones, se han inventado algunosconceptos importantes tales como los de momentum, fuerza y energía. Si el momentum, la fuerza, y la energía se conocen y se expresan en un modo cuantitativo es posible establecer reglas mediante las cuales pueden predecirse los movimientos resultantes.
La mecánica, es la ciencia del movimiento, es también la ciencia del momentum, la fuerza y la energía; de ella se derivan: la cinemática, queestudia el movimiento sin tomar en consideración las fuerzas que lo producen, y la dinámica, que a diferencia de la cinemática, fundamenta el estudio del movimiento en las leyes del movimiento propuestas por Newton.
En este material instruccional se introducirá en forma sucinta los movimientos clásicos que se asocian a la cinemática: movimiento rectilíneo acelerado y no acelerado, movimientocurvilíneo, movimiento parabólico y caída libre. Se presentará los conceptos de aceleración tangencial, aceleración radial y radio de curvatura; todos ellos de manifiesto en los movimientos circulares. Un apartado será dedicado a la cinemática vectorial; aquí, el álgebra con vectores se empleará en la caracterización de los movimientos. Se expondrá las leyes del movimiento de Newton, y la manera como éstasse aplican al análisis de una amplia variedad de movimientos. En determinadas situaciones se incluirá en el análisis, fuerzas de rozamiento, en sus dos variantes: fuerzas de rozamiento estático y fuerza de rozamiento dinámico. Al final, se ofrecerá una recopilación de algunos problemas que han formado parte de las evaluaciones de cohortes precedentes.

OBJETIVO GENERAL
Al término de éstemódulo, el estudiante tendrá la habilidad y pericia necesaria para aplicar los conceptos básicos de cinemática y dinámica en la resolución de problemas prácticos que involucren movimientos tanto en el plano como en el espacio.

CONTENIDOS
1. Movimiento uniforme acelerado y no acelerado.
2. Características cinemáticas de cuerpos en caída libre.
3. Características cinemáticas de cuerpos enmovimiento parabólico.
4. Características cinemáticas de cuerpos en movimiento circular.
5. Leyes del movimiento de Newton.
6. Fuerzas de rozamiento: estático y dinámico.
7. Cinemática vectorial: vector posición, vector velocidad y vector aceleración.
8. Cinemática vectorial: radio de curvatura en movimientos circulares.
CONOCIMIENTOS PREVIOS
1. Multiplicación de vectores: escalar yvectorial.
2. Álgebra matricial: matriz adjunta y teorema del cofactor.
3. Cálculo infinitesimal: límite y derivación de funciones matemáticas.
4. Cálculo integral: integrales definidas con límites de integración.
5. Trigonometría plana.
6. Descomposición rectangular de vectores: Diagrama de Cuerpo Libre (DCL).

DESARROLLO TEÓRICO
1.1 Diferencia entre cinemática y dinámica.
La cinemática,es un área de estudio de la mecánica que describe el movimiento en función del espacio y el tiempo, sin tomar en cuenta los agentes presentes que lo producen. Por su parte, la dinámica es un área de estudio de la mecánica que describe el movimiento en cuanto al espacio y el tiempo, considerando los agentes presentes que lo producen.
En cinemática es de gran importancia definir un referencial,...