Cinematica: Movimientos

CINEMÁTICA La Cinemática estudia el movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta la causa que lo produce, que es la acción de fuerzas. De manera que la cinemática es más bien descriptiva de los movimientos de los cuerpos. Para describir dichos movimientos usa distintas magnitudes: posición, desplazamiento, velocidad, aceleración, etc. Al describir un movimiento, la cinemática permite “predecir”en un instante determinado la posición, velocidad, etc. que tendrá un móvil. MOVIMIENTO: Un cuerpo está en movimiento cuando varía su posición respecto de un punto tomado como referencia, a medida que transcurre el tiempo. Resulta claro, por tanto, que para considerar un movimiento es necesario definir un sistema de referencia adecuado. TRAYECTORIA: La trayectoria de un movimiento es la líneaimaginaria que une los puntos por donde va pasando el móvil a medida que transcurre el tiempo. Para mayor simplicidad comenzamos estudiando la cinemática del “punto” material, que sería un móvil de dimensiones puntuales o sea infinitamente pequeñas. Este tipo de móvil sólo puede sufrir traslaciones y rotaciones respecto de un punto exterior pero no rotaciones respecto a un punto interior. Más adelantese pasa a estudiar el “cuerpo rígido ideal” que ya es un cuerpo con un tamaño determinado y no puntual, el cual podrá sufrir traslaciones y rotaciones pero no deformaciones internas cuando se le aplique una fuerza. Luego se puede tratar con sólidos deformables en los cuales la fuerza aplicada puede producir movimientos de traslación y rotación pero también deformaciones internas. De esta forma setrabaja en Física, yendo de lo más sencillo a lo más complejo y usando modelos idealizados que permiten estudiar el fenómeno con grados crecientes de complejidad y por lo tanto de exactitud. Según la trayectoria los movimientos se clasifican en:

La siguiente aplicación interactiva ilustra un movimiento bidimensional (en el plano) con sus correspondientes vectores posición y desplazamiento,que se explican más adelante en esta página. Los movimientos que estudiaremos en este curso son :

CUERPO RÍGIDO IDEAL:

En los ejemplos dados de movimiento en una, dos o tres dimensiones consideramos un “móvil puntual”, o sea un punto material; el cual queda completamente ubicado si se conoce un único vector posición. Dicho punto material solo puede sufrir traslaciones o rotaciones respecto aalgún punto exterior. Pero cuando estamos en presencia de un cuerpo extenso o no puntual, los puntos interiores a este cuerpo pueden sufrir traslaciones y rotaciones con respecto a un punto exterior o interior al mismo. Los cuerpos “rígidos ideales” son aquellos que no sufren deformaciones internas al ser afectados por fuerzas, por lo tanto el único efecto de dichas fuerzas es provocar movimientosal cuerpo.

TRASLACIÓN :

Un cuerpo sufre una “traslación pura” cuando todo segmento definible dentro del mismo al unir dos de sus puntos, se mantiene siempre paralelo a sí mismo.

ROTACIÓN : Un cuerpo sufre una “rotación” cuando todo punto del mismo describe trayectorias circulares a medida que pasa el tiempo. Estas trayectorias circulares pueden tener como centro un punto interior delcuerpo o un punto exterior.

La rotación respecto a un punto exterior equivale a una composición de movimientos: una rotación respecto a un punto interior y una traslación. Este movimiento recibe el nombre de “Roto-traslación”.

POSICIÓN : La “posición” de un móvil en un determinado instante es un vector que une el origen del sistema de referencia con la ubicación del móvil en ese instante. Loindicamos con la letra “X” y será un vector en una, dos o tres dimensiones según el problema tratado. En los movimientos unidimensionales debe indicarse el eje “X” de posiciones, marcando el cero u origen del mismo y el sentido de crecimiento del eje. (No hacer doble flecha al eje: sólo marcar el sentido de crecimiento) DESPLAZAMIENTO: El “desplazamiento” de un móvil entre dos instantes dados, es...