Cinemática

SEMINARIO MENOR ARQUIDIOCESANO POPAYÁN
GUÍAS DE CONTENIDO
FISICA
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CINEMATICA
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RELATIVIDAD DEL MOVIMIENTO Y SISTEMAS DE REFERENCIA

Entender el movimiento es entender la naturaleza.
LEONARDO DA VINCI
1.1. INTRODUCCION

Una de las observaciones elementales que nos proporciona laexperiencia es la de que los objetos del mundo real parecen estar en un estado permanente de movimiento relativo. Los automóviles se mueven en varias direcciones en las calles, los peatones se mueven respecto a los edificios, el Sol se mueve en el firmamento, en el otoño caen las hojas al suelo. Como sucede con todos los conceptos verdaderamente fundamentales, el de movimiento es difícil de describircon palabras.

Esta primera guía está dedicada a la introducción de los conceptos físicos necesarios para una descripción adecuada del movimiento. Por ahora nos ocuparemos de por qué se mueven las cosas, y sólo nos dedicaremos a responder a la pregunta más sencilla de cómo se mueven. La rama de la mecánica que trata de la descripción del movimiento sin considerar las causas del mismo, sedenomina cinemática.

1.2. CINEMATICA

Es una parte de la mecánica, que se ocupa de describir el movimiento de los objetos, sin considerar la causa que lo produce ni la masa del cuerpo que se mueve. Por ejemplo, un automovilista que viaja a la velocidad de 100 kmh aplica los frenos al darse cuenta de un obstáculo que está a 50 metros por delante. Para determinar si evita o no el peligro,interesa únicamente la distancia en que puede detenerse y el tiempo que emplearía para ello. En este problema, desde el punto de vista de la cinemática, no importa conocer la potencia de los frenos ni tampoco es preciso tener en cuenta la masa del vehículo que se halla en movimiento.

1.3.1. Movimiento

El movimiento, para la mecánica, es un fenómeno físico que implica el cambio deposición de un cuerpo que está inmerso en un conjunto o sistema a medida que transcurre el tiempo. Y será esta modificación de posición, respecto del resto de los cuerpos, lo que sirva de sistema de referencia para notar este cambio, y esto gracias a que todo movimiento de un cuerpo deja una trayectoria.

Figura Nro. 1

Algunos conceptos básicos acerca del movimiento se pueden resumir de la siguientemanera:
* Movimiento es el cambio continuo de posición a medida que transcurre el tiempo.
* Todo movimiento o cambio de posición debe referirse necesariamente a un marco o sistema de referencia, escogido convencionalmente.
* El movimiento de un cuerpo puede considerarse sobre un eje (una dimensión), sobre un plano (dos dimensiones) o en el espacio (tres dimensiones).1.3.2. Reposo

Es el estado en el cual un cuerpo mantiene su posición invariante con respecto a un cambio en el tiempo. El reposo sólo existe con relación a un Sistema de Referencia. En el universo no existe el reposo absoluto. A continuación se define lo que es un Sistema de Referencia y se concluirá porque el Reposo es Relativo.

1.3.3. Sistema de Referencia

Todos alguna vez hemosaguardado un vehículo en el punto habitual de su parada. En el momento de su aproximación sabemos que se mueve hacia nosotros, pero cuando nos ubicamos dentro, el vehículo no se nos aleja ni se nos acerca. Nos alejamos en él del lugar donde nos hallamos.

Figura Nro. 2

Esta observación nos lleva a asegurar que la trayectoria y las características del movimiento dependen siempre del sistema dereferencia.
* El vehículo se mueve, respecto del lugar de su parada, de una manera determinada (Movimiento Relativo)
* No cambia de posición respecto de nuestra ubicación dentro del mismo vehículo (Reposo Relativo).

El análisis de un evento físico nos exige determinar donde ocurrió y cuándo se presentó el fenómeno. Para hacerlo, elegimos arbitrariamente un punto en el espacio y...