Fisica

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CINEMÁTICA I

La Cinemática estudia el movimiento de los cuerpos, sin preocuparse de las causas que lo generan. Por ejemplo, al analizar el desplazamiento de un automóvil, diremos que se mueve en línea recta, que su rapidez es de 60 km/h y que luego aumenta a 100 km/h, etc., pero no trata de explicar las causas de cada uno de estos hechos.
En esta unidad un cuerpo o móvil será tratado comouna partícula, o sea, no interesan sus dimensiones, forma, masa, etc.

¿Cómo es el movimiento?

El movimiento de un cuerpo visto por un observador, depende del punto de referencia en el cuál se halla situado. Suponga que un avión que vuela horizontalmente deja caer una bomba. Si se observara la caída de la bomba desde el interior, observaría que cae en línea recta, verticalmente. Por otraparte, si se estuviera de pie sobre la superficie de la tierra observando la caída de la bomba, se advertiría que describe una curva llamada parábola. Como conclusión, el movimiento es relativo.

En la vida cotidiana, se encuentran varios ejemplos de esta dependencia del movimiento en relación con el punto de referencia. Analicemos el caso de un observador (A) sentado en una locomotora en movimientohacia el este y otro (B) de pie en tierra, los cuales observan una lámpara fijada en el techo de la cabina. Para el observador B la lámpara se encuentra en movimiento. Por otra parte, para el observador A sentado en la locomotora, la lámpara esta en reposo y B se desplaza en sentido contrario al movimiento del vehículo. En otras palabras, A se desplaza hacia la derecha con respecto al observadorB, y B lo hace hacia la izquierda en relación con el observador A.

El problema surge en la elección de ejes coordenados que estén en reposo absoluto, a los cuales referir todos los movimientos. Esto, en realidad, es imposible, ya que no disponemos de ningún punto de referencia que sea inmóvil. En nuestro estudio que veremos a continuación, consideraremos ejes coordenados ligados a tierra,porque, generalmente estamos acostumbrados a considerar el movimiento de los cuerpos suponiendo la Tierra en reposo (por convención).

Relaciones para el movimiento relativo entre dos cuerpos:

Si viajan con sentido opuesto [pic] = v1 + v2

Si viajan con igual sentido [pic] = v1 – v2

Conceptos

i) Trayectoria: es la línea que une las distintas posiciones por lascuales pasa un móvil. Se puede clasificar en rectilínea y curvilínea.

ii) Distancia y desplazamiento: en el lenguaje cotidiano, estos conceptos suelen ser usados como sinónimos, lo cual es errado.
La distancia es la longitud de su trayectoria y se trata de una magnitud escalar.
El desplazamiento es la unión de la posición inicial (A) y final (B) de la trayectoria, y es una magnitudvectorial.

Nota: Si la trayectoria es rectilínea, el desplazamiento puede ser negativo o positivo, según el sentido de movimiento de la partícula. La distancia recorrida siempre será mayor o igual que la magnitud del desplazamiento (valen lo mismo cuando el movimiento entre dos posiciones es rectilíneo y siempre que no exista regreso al punto de partida).

iii) Rapidez y velocidad: son dos magnitudesque suelen confundirse con frecuencia.

La rapidez es una magnitud escalar que relaciona la distancia recorrida con el tiempo.

La velocidad es una magnitud vectorial que relaciona el cambio de posición (o desplazamiento) con el tiempo.

¿Qué significa una velocidad negativa?

El signo de la velocidad esta relacionado con el sentido de movimiento en general se toma como lo muestra lafigura, pero no tiene que ser necesariamente así, perfectamente válido sería tomarlo positivo hacia la izquierda.

Por lo tanto, cuidado con decir que una velocidad de -12 km/h es menor que una velocidad de 6 km/h, ya que, el signo sólo esta mostrando un sentido de movimiento.

iv) Rapidez media (vM): es la relación entre la distancia total recorrida y el tiempo que tarda en recorrerla.

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