Cinematica

Unidad N°3:
CINEMÁTICA

Es la parte de la Física, que estudia el movimiento al margen de sus causas.
Decimos que un cuerpo está en movimiento cuando, al transcurrir el tiempo, ocupa lugares distintos. La posición se da siempre en relación con un sistema de referencia.
Ejemplo: decimos que un cuerpo cae cuando la distancia que lo separa del suelo se acorta hasta anularse.
Latrayectoria es la línea resultante de unir todos los puntos por los cuales ha pasado el cuerpo. Puede ser rectilínea, circular o curvilínea.
Un cuerpo efectúa una traslación cuando todos sus puntos describen trayectorias de igual forma.
Se cumple una rotación en un cuerpo rígido si durante el movimiento permanece fija una recta determinada por dos puntos del cuerpo (eje de rotación). Cada puntodescribe una circunferencia con centro en el eje de rotación y en un plano perpendicular al eje.

Generalmente se dan movimientos compuestos, es decir, combinación de traslación y rotación.

TRAYECTORIA Y SISTEMA DE REFERENCIA

Todos alguna vez hemos aguardado un vehículo en el punto habitual de su parada. En el momento de su aproximación sabemos que se mueve hacia nosotros, pero cuando yaestamos ubicados, el vehículo no se aleja de nosotros ni se acerca. Nos alejamos en él del lugar donde nos hallábamos.
Esta observación nos lleva a asegurar que la trayectoria y las características del movimiento dependen del sistema de referencia:
A) El vehículo se mueve, respecto del lugar de su parada, de una manera determinada.
B) No cambia de posición respecto de nuestra ubicación dentrodel mismo vehículo.
Analizada la trayectoria de un móvil se puede ver que partiendo de un punto A, y transcurrido un tiempo t, el cuerpo se halla en otro punto A'. Se llama espacio a la longitud de la trayectoria entre A y A'.

MOVIMIENTO UNIFORME

Si se comprueba que, en toda la trayectoria, a tiempos iguales corresponden espacios iguales, el movimiento es uniforme.
Por ser el movimientouniforme se verifica:

AB = AC = AD = AD - AC = constante

T1 T2 T3 T3 - T2

Hay una constante que es el espacio recorrido durante la unidad de tiempo: ésta recibe el nombre de velocidad.

De la proporción anterior se puede deducir que en el movimiento uniforme la velocidad es constante y el recorrido es proporcional al tiempo empleado.

Como la velocidad es elcociente entre espacio y tiempo, sus unidades serán el cociente entre unidades de longitud y de tiempo. Ejemplo: cm/s, m/s, km/s, etc.

MOVIMIENTO VARIADO

Cuando no se cumple la proporción e = v ∙ t, es decir el espacio no es proporcional al tiempo, se trata de un movimiento variado. En este caso se establece la velocidad media, que es el cociente de la división espacio recorrido en un lapsoentre tiempo empleado.

Si un móvil parte de P en el momento t0, pasa por Q en t1 y por R en t2, la velocidad media (vm) entre Q y R será:

El valor del citado cociente cuando la diferencia t2 - t1 se hace muy pequeña (tendencia a cero) recibe el nombre de velocidad instantánea.
Ejemplo: Si dejamos caer una pelota por el plano inclinado de un tobogán, ésta se verá animada de un movimientovariado, pero si colocamos en algún lugar del plano inclinado (en P) un plano horizontal por el cual pueda la pelota continuar su trayectoria, se podrá observar que el movimiento será prácticamente uniforme (supuestas condiciones ideales, sin roce, desniveles, etcétera).
La velocidad instantánea en P es la velocidad en el trayecto sobre el plano horizontal.

MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADOUn movimiento es acelerado cuando la velocidad aumenta al transcurrir el tiempo y retardado, cuando disminuye.
Si las variaciones de la velocidad son proporcionales a las variaciones del tiempo es un movimiento uniformemente acelerado.
El aumento de velocidad, en la unidad de tiempo, recibe el nombre de aceleración.
Dado un móvil en el cual se verifican en los instantes t1, t2, t3 y t4 las...