FISICA

Mecánica
Cinemática y dinámica

Introducción

La física es la ciencia que estudia los fenómenos naturales e intenta encontrar
las leyes que los rigen. Para facilitar el análisis de los fenómenos y de los procesos físicos, éstos se suelen dividir en mecánicos, térmicos, electromagnéticos, ópticos, nucleares, cuánticos, etc.
Dentro de la física, la mecánica es una parte fundamental porqueestudia los
movimientos y sus causas. Los conceptos y las leyes que formula la mecánica
son básicos en todas las otras ramas de la física y también en la ingeniería.

La mecánica se suele dividir en cinemática y en dinámica. Se denomina cinemática la parte de la mecánica que estudia cómo analizar y describir los movimientos de los objetos. Se denomina dinámica la parte
que estudia las causasque producen los movimientos y las leyes que los
rigen.

Desde épocas remotas la humanidad se interesó por cómo podía describir los
movimientos de los astros y los movimientos de los objetos sobre la Tierra.
Hoy en día estamos acostumbrados al hecho de que los movimientos se puedan medir o controlar, por ejemplo con radares en las carreteras, con sistemas
de posicionamiento global (GPS) paraorientarnos o con el cuentakilómetros
de los coches. Puede que no lo sepáis, pero el uso del GPS se sirve de conceptos
de física muy sofisticados, de la denominada física relativista, que la humanidad ha tardado muchos siglos en desarrollar y entender.
En el estudio de la mecánica comenzaremos proponiendo cuestiones cualitativas sobre fenómenos y conceptos más o menos cercanos a la experienciadiaria de todos nosotros. Posteriormente, formalizaremos los conceptos y
enunciaremos las leyes de la mecánica. A continuación los vamos a utilizar
para la descripción de diferentes fenómenos o procesos. La primera aproximación será, pues, puramente cualitativa (descriptiva, informal), para ir llegando
poco a poco a una aproximación científica formal.
En el primer apartado abordaremos elestudio de la cinemática desde un punto
de vista cualitativo y en el segundo apartado formalizaremos conceptos básicos como la velocidad y la aceleración.
Los apartados 3 y 4 los dedicaremos a la dinámica: el tercero lo abordaremos
en términos descriptivos y en el cuarto enunciaremos las tres leyes de movimiento de Newton.

Mecánica

CC BY • PID_00166262

8

En el apartado 5 introduciremosconceptos de uso en la mecánica y en toda la
física, como el momento lineal y la energía en sus distintas formas (cinética,
potencial, mecánica), y en el apartado 6 estudiaremos un tipo de movimiento
concreto, el movimiento oscilatorio, y aprovecharemos para aplicar al mismo
los conceptos y las leyes que veremos a lo largo del módulo de mecánica.

Estructura de estos materiales de trabajo
Alo largo de los apartados de este módulo de mecánica se proponen actividades que deberéis hacer. Se trata tanto de ejemplos de aplicación de la teoría
como de elementos necesarios para desarrollar la materia en sí misma. Son actividades diseñadas para teneros activos mientras estudiáis y son esenciales
para poder continuar trabajando con provecho los materiales. Las soluciones
a todas lasactividades están justo a continuación de cada enunciado, pero el
proceso de enseñanza-aprendizaje es mucho más eficiente si trabajáis a fondo
estas actividades (y por escrito) antes de comparar vuestra solución con la del
texto. En repasos posteriores de la materia veréis que podéis responder a las
cuestiones planteadas en las actividades sin necesidad de leer las soluciones.
Al final de cadaapartado se proponen también problemas de ampliación que
permiten mejorar la comprensión de los principios básicos y desarrollar habilidades de análisis y de resolución de problemas. Tenéis las respuestas al final
del módulo de mecánica. No conviene que los abordéis en una primera lectura
si no disponéis de suficiente tiempo, aunque sí en repasos posteriores.
Y, además, al final del módulo hay...