1 Cinematica

Mecánica
Rama de la física que se ocupa del movimiento de los objetos y de su respuesta a las fuerzas.

Iniciaremos el estudio del movimiento de los cuerpos sin considerar su forma, tamaño, dimensiones y estructura interna; es decir, tomaremos los cuerpos como masas puntuales o "partículas". Esto se usa cuando la estructura interna y la composición de los cuerpos no cambian durante elmovimiento, y cuando éstos se mueven en una región mucho mayor que su tamaño.

Cinemática
Estudio del movimiento en términos de espacio y tiempo, sin tomar en cuenta los agentes que lo produjeron.

Sistema de referencia
En física, un sistema de referencia está constituido por un sistema de coordenadas unido a un observador en reposo, que generalmente está en el laboratorio, pero también puede ser unobservador en movimiento.

Posición
La posición de una partícula es el lugar de la partícula con respecto a un punto de referencia escogido que podemos considerar como el origen de un sistema de referencia. La posición de un punto P en este sistema de referencia queda determinada por su vector de posición , cuyo origen está en y su extremo en .

Desplazamiento
El desplazamiento de una partícula sedefine como el cambio en la posición en algún intervalo de tiempo. Cuando se mueve de una posición inicial a una posición final , el desplazamiento de la partícula está dado por:

El desplazamiento es un vector, puede ser positivo o negativo.

Distancia
Distancia es la longitud de una trayectoria seguida por una partícula. La distancia es una cantidad escalar, está siempre representada como un númeropositivo.



Movimiento
El movimiento de una partícula es el cambio de posición con respecto a un sistema de referencia en el transcurso del tiempo. Si no hay cambio de posición se dice que la partícula está en reposo con respecto al sistema de referencia.

Tipos de movimiento
Si unimos con una línea continua las distintas posiciones que va ocupando la partícula en el transcurso del tiempo,obtenemos la trayectoria de la partícula. Si la trayectoria es una línea recta diremos movimiento rectilíneo (MR) y si la trayectoria es una línea curva diremos que es un movimiento curvilíneo.

El movimiento rectilíneo (MR) puede ser en el espacio, en el plano o en un eje. Para facilitar la matemática se escoge por lo general un eje.

El movimiento curvilíneo en forma general se da en el espacio, esdecir en tres dimensiones, un caso particular de este movimiento curvilíneo es cuando lo hace en un plano, es decir en dos dimensiones. Dentro del movimiento en el plano tenemos dos casos particulares, el movimiento parabólico (MP) y el movimiento circular (MC).



Vector de posición
Si es el sistema de referencia, la posición del punto P está determinada por sus coordenadas . Si introducimos losvectores unitarios a lo largo de los tres ejes de coordenadas, definimos el vector de posición de P como




Conforme P se mueve, el vector de posición cambia, es decir que es un vector función del tiempo .

Velocidad
Al moverse una partícula en una trayectoria curvilínea,

en el tiempo la partícula está en el punto dado por el vector de posición , un tiempo después, la partícula estará encon el vector de posición . La partícula se mueve a lo largo del arco , el desplazamiento en el intervalo de tiempo es el vector

La velocidad media se define por

La velocidad instantánea se define por


y está representada por un vector tangente en cada punto de la trayectoria

Como el vector posición es , la velocidad es

Las componentes de la velocidad a lo largo de los ejes X, Y, Z son
,La rapidez se define por

Donde es un intervalo de la trayectoria y es un diferencial de la trayectoria.

Si introducimos el vector unitario tangente a la trayectoria, entonces y podemos escribir la velocidad ven forma vectorial como





Movimiento curvilíneo: aceleración

En el movimiento curvilíneo, la velocidad en general cambia en magnitud y dirección. La magnitud de la velocidad cambia...