1 Apuntes De Cinemática




1.- EL MOVIMIENTO

La física estudia la materia y los cambios que sufre ante todo tipo de fenómenos y acciones que suceden sobre ella, al tiempo que estudia los cambios energéticos que se dan en dichos procesos. Uno de los fenómenos que primero se estudiaron y se explicaron fue el del movimiento. La importancia el estudio del movimiento estriba en que es el efecto más común que sufre lamateria cuando sobre ella actúan fuerzas. Conocer el movimiento que esas fuerzas han producido es un permite poder describir y explicar mejor cómo son esas fuerzas, o mejor dicho, esas interacciones entre cuerpos.
Un primer paso es el de estudiar el movimiento de los cuerpos sin atender a esas causas que lo originan, y éste es el objetivo de la cinemática.

Para cualquier estudio científico uno de losprimeros pasos es la identificación de las magnitudes que describan bien el problema. En el caso de la cinemática, estas magnitudes son:

Sistema de referencia

Es lo primero que hay que establecer para el estudio del movimiento. Generalmente es un sistema de coordenadas, al que se le puede referir la posición de un punto material mediante un punto de coordenadas.
Se dice que el sistema es unSistema de Referencia Inercial (SRI) cuando respeta el principio de inercia, es decir cuando está en reposo o con un movimiento rectilíneo a velocidad constante. El Sistema de Referencia No inercial (SRNI) es aquel que está acelerado, como por ejemplo un sistema fijo en un objeto con movimiento de rotación.

Posición: 












Tiempo: t
Es absoluto para todos los observadores y fluye a supropio ritmo. Se mide en segundos en el S.I.

Con ello se puede hacer una definición de movimiento:




Desplazamiento: 




 Ec. 1

Si el movimiento es rectilíneo, esta ecuación se puede escribir:

Ec. 1.1

Trayectoria




Existen varios tipos de trayectorias, rectilíneas, curvilíneas, circulares,…

Espacio recorrido: s(t)



A tener en cuenta es que a no ser que el movimiento entre unpunto 1 y otro 2 no sea rectilíneo, el desplazamiento y el espacio recorrido no coinciden.

Para caracterizar el movimiento, o sea, para dar toda la información posible a cerca de donde va a estar el móvil en cada instante es necesario encontrar la ecuación del movimiento. Esta ecuación no es otra cosa sino la ecuación del vector de posición respecto del tiempo, 

2.- VELOCIDAD Y ACELERACIÓN2.1. Velocidad
Para estudiar más en profundidad el movimiento se debe cuantificar cómo cambia la posición, si lo hace muy rápido o poco a poco, si siempre es la misma velocidad, etc. La magnitud que recoge los cambios en la posición de un móvil es la velocidad. El vector velocidad da un valor de la velocidad en cada instante, y si el cuerpo se encuentra en la posición  en un instante dado, elvector de velocidad, , será tangente a la trayectoria del cuerpo en ese instante. La unidad en que se mide la velocidad en el S.I. son los metros por segundo (m/s). Evidentemente no es el mismo problema si un cuerpo se mueve en una dirección que en otra, por lo que la velocidad será una magnitud vectorial.

Velocidad media: 
La velocidad media es el promedio de la velocidad que ha llevado uncuerpo móvil a lo largo de su desplazamiento  y para el que ha tardado un tiempo (t – t0).
 Ec. 2

Velocidad instantánea: 
Si la velocidad no se mantiene constante en un intervalo de tiempo lo suficientemente grande que nos permita caracterizar el movimiento, hay que definir la velocidad instantánea, como la velocidad del objeto en cada instante. Es decir, la velocidad instantánea se puede tomarcomo la velocidad media en un intervalo de tiempo muy corto.

¿Cómo pasar de km/h a m/s?

Una velocidad de 72 km/h es:

72

Para pasar de m/s a km/h el procedimiento será el inverso.

2.2. Aceleración

Ya se ha visto que la magnitud que recoge los cambios en la posición es la velocidad. La magnitud que recoge los cambios con el tiempo de la velocidad es la aceleración. Su unidad en el...