Movimiento Rectilinio

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME CON ACELERACIÓN CONSTANTE

La cinemática es parte de la mecánica clásica que estudia el movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen limitándose, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función de tiempo.
En cinemática se utiliza un sistema de coordenadas para describir las trayectorias y se le llama sistema de referencia. Lavelocidad mide el ritmo al que cambia la posición. La aceleración mide el ritmo al que cambia la velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales cantidades que describen como cambia la posición con el tiempo.
Posición (x) son los puntos que ocupa un cuerpo en sistema de referencia. Gráficamente se representa por un segmento de recta que parte del origen y termina en el punto que ocupala partícula.
Desplazamiento (x) se puede definir como el cambio de posición y se representa por un segmento de recta orientado entre la posición inicial y final de la partícula.
Para hablar de movimiento rectilíneo, antes de eso hay dos conceptos básicos que hay que definir y sobre todo diferenciar, estos son: rapidez y velocidad.
Para poder definir y diferenciar estos conceptos, losexplicaremos mediante un ejemplo: supóngase que un ciclista recorre una distancia de 2 m por cada segundo, se dice que tiene una rapidez constante de 2 m/s, ya sea la rapidez de este sea constante o no. La rapidez media de un objeto se define como:

Es importante mencionar que la rapidez es una magnitud escalar, es decir que no depende de la dirección en que esta vaya. Con respecto a la velocidad queesta es una magnitud vectorial lo que significa que depende una dirección y sentido. Como ejemplo, considere que la distancia es de 300 km y que el desplazamiento es de 150 km a 45°. Si el tiempo real de travesía es de 2 h, la rapidez media es:

Entonces decimos que, la rapidez media se define como la razón de cambio de la distancia total recorrida (s) con respecto al intervalo de tiempo empleado enrecorrerla (t).

Pero en caso de la velocidad, tomaríamos la dirección y sentido:

Por lo tanto, si la trayectoria del objeto en movimiento es curva, la diferencia entre rapidez y velocidad es tanto en magnitud como en dirección.
La velocidad entonces se define en física como la rapidez con la que cambia de posición un determinado cuerpo. Esta magnitud expresa la variación de posición de unobjeto en función de la distancia recorrida en la unidad de tiempo.

Otros conceptos que se mencionan y abarca este tema son rapidez instantánea o velocidad instantánea.
La rapidez instantánea es una cantidad escalar que representa la rapidez en el instante en que el automóvil está en un punto arbitrario C. Por consiguiente, es la razón de cambio de la distancia respecto al tiempo.
La velocidadinstantánea es una cantidad vectorial que representa la velocidad v en cualquier punto C. Es, en consecuencia, la razón de cambio del desplazamiento respecto al tiempo.
En la mayor parte de los casos, la velocidad de un objeto cambia mientras éste se mueve. El movimiento en el que la magnitud o la dirección cambian respecto al tiempo se llama aceleración.
El tipo de aceleración más sencillo es elmovimiento rectilíneo, en el que la rapidez cambia a razón constante. Este tipo especial de movimiento se conoce como movimiento uniformemente acelerado o de aceleración uniforme. Puesto que no hay cambio en la dirección, la diferencia de vectores en la ecuación que se plantea más adelante se transforma simplemente en la diferencia entre los valores con signo de las velocidades final e inicial. Sinembargo, conviene recordar que la velocidad sigue siendo una cantidad vectorial y que el signo asignado a ella indica la dirección y no la magnitud. Para una aceleración constante escribimos:

Donde:
a = aceleración
vf = velocidad final
v0 = velocidad inicial
t = tiempo

Un movimiento es rectilíneo cuando describe una trayectoria recta y uniforme cuando su velocidad es constante con el tiempo, es...