cinematica

Cinematica:
La cinemática (del griego κινεω, kineo, movimiento) es una rama de la física que estudia las leyes del movimiento (cambios de posición) de los cuerpos, sin tomar en cuenta las causas (fuerzas) que lo producen y se limita, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con que cambia la rapidez (módulo de la velocidad). La rapidez y laaceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado[editar · editar fuente]
Artículo principal: Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.


Figura 2. Variación en el tiempo de la posición, la velocidad y la aceleración en un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
En éstemovimiento la aceleración es constante, por lo que la velocidad de móvil varía linealmente y la posición cuadráticamente con tiempo. Las ecuaciones que rigen este movimiento son las siguientes:




Donde  es la posición inicial del móvil,  es la posición final y  su velocidad inicial, aquella que tiene para .
Obsérvese que si la aceleración fuese nula, las ecuaciones anteriores corresponderíana las de un movimiento rectilíneo uniforme, es decir, con velocidad  constante.
Dos casos específicos de MRUA son la caída libre y el tiro vertical. La caída libre es el movimiento de un objeto que cae en dirección al centro de la Tierra con una aceleración equivalente a la aceleración de la gravedad (que en el caso del planeta Tierra al nivel del mar es de aproximadamente 9,8 m/s2). El tirovertical, en cambio, corresponde al de un objeto arrojado en la dirección opuesta al centro de la tierra, ganando altura. En este caso la aceleración de la gravedad, provoca que el objeto vaya perdiendo velocidad, en lugar de ganarla, hasta llegar al estado de reposo; seguidamente, y a partir de allí, comienza un movimiento de caída libre con velocidad inicial nula.
Movimiento armónicosimple[editar · editar fuente]
Artículo principal: Movimiento armónico simple.

Una masa colgada de un muelle se mueve con un movimiento armónico simple.
Es un movimiento periódico de vaivén, en el que un cuerpo oscila a un lado y a otro de una posición de equilibrio en una dirección determinada y en intervalos iguales de tiempo. Matemáticamente, la trayectoria recorrida se expresa en función del tiempousando funciones trigonométricas, que son periódicas. Así por ejemplo, la ecuación de posición respecto del tiempo, para el caso de movimiento en una dimensión es:

ó

la que corresponde a una función sinusoidal de frecuencia , de amplitud A y fase de inicial .
Los movimientos del péndulo, de una masa unida a un muelle o la vibración de los átomos en las redes cristalinas son de estascaracterísticas.
La aceleración que experimenta el cuerpo es proporcional al desplazamiento del objeto y de dirección contraria, desde el punto de equilibrio. Matemáticamente:

donde  es una constante positiva y  se refiere a la elongación (desplazamiento del cuerpo desde la posición de equilibrio).


Figura 3. Variación de la posición respecto del tiempo para el movimiento oscilatorio armónico.La solución a esa ecuación diferencial lleva a funciones trigonométricas de la forma anterior. Lógicamente, un movimiento periódico oscilatorio real se ralentiza en el tiempo (por fricción mayormente), por lo que la expresión de la aceleración es más complicada, necesitando agregar nuevos términos relacionados con la fricción. Una buena aproximación a la realidad es el estudio del movimientooscilatorio amortiguado.
Véase también: Oscilador armónico.
Movimiento parabólico[editar · editar fuente]
Artículo principal: Movimiento parabólico.


Figura 4. Esquema de la trayectoria del movimiento balístico.


Objeto disparado con un ángulo inicial  desde un punto  que sigue una trayectoria parabólica.
El movimiento parabólico se puede analizar como la composición de dos movimientos...