Cinemática i

C U R S O: FÍSICA COMÚN MATERIAL: FC-02

CINEMÁTICA I

ARISTÓTELES nació en el año 384 a.C. en una pequeña localidad macedonia cercana al monte Athos llamada Estagira, de donde proviene su sobrenombre, el Estagirita. Su padre, Nicómaco, era médico de la corte de Amintas III, padre de Filipo y, por tanto, abuelo de Alejandro Magno. Nicómaco pertenecía a la familia de los Asclepíades, que sereclamaba descendiente del dios fundador de la medicina y cuyo saber se transmitía de generación en generación. En el año 367, es decir, cuando contaba diecisiete años de edad, fue enviado a Atenas para estudiar en la Academia de Platón. Para decirlo de la forma más sucinta posible, Aristóteles fue un prodigioso sintetizador del saber, tan atento a las generalizaciones que constituyen la cienciacomo a las diferencias que no sólo distinguen a los individuos entre sí, sino que impiden la reducción de los grandes géneros de fenómenos y las ciencias que los estudian. Como él mismo dice, los seres pueden ser móviles e inmóviles, y al mismo tiempo separados (de la materia) o no separados. La ciencia que estudia los seres móviles y no separados es la física; la de los seres inmóviles y noseparados es la matemática, y la de los seres inmóviles y separados, la teología.

La Cinemática estudia el movimiento de los cuerpos, sin preocuparse de las causas que lo generan. Por ejemplo, al analizar el desplazamiento de un automóvil, diremos que se mueve en línea recta, que su rapidez es de 60 km/h y que luego aumenta a 100 km/h, etc., pero no trata de explicar las causas de cada uno de estoshechos. En esta unidad un cuerpo o móvil será tratado como una partícula, o sea, no interesan sus dimensiones, forma, masa, etc.

¿Cómo es el movimiento? El movimiento de un cuerpo visto por un observador, depende del punto de referencia en el cuál se halla situado. Suponga que un avión que vuela horizontalmente deja caer una bomba. Si observara la caída de la bomba desde el interior del avión,vería que cae en línea recta verticalmente. Por otra parte, si estuviera de pie sobre la superficie de la tierra observando la caída de la bomba, advertiría que describe una curva llamada parábola. Como conclusión, el movimiento es relativo. El problema surge en la elección de ejes coordenados que estén en reposo absoluto, a los cuales referir todos los movimientos. Esto, en realidad, es imposible,ya que no disponemos de ningún punto de referencia que sea inmóvil. En nuestro estudio que veremos a continuación consideraremos ejes coordenados ligados a tierra, porque, generalmente estamos acostumbrados a considerar el movimiento de los cuerpos suponiendo la Tierra en reposo (por convención).

Relaciones para el movimiento relativo entre dos cuerpos: Si viajan con sentido opuesto
d = v1 +v2 t d = v1 – v2 t

Si viajan con igual sentido

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Conceptos
i) Trayectoria: es la línea que une las distintas posiciones por las cuales pasa un móvil. Se puede clasificar en rectilínea y curvilínea. ii) Distancia y desplazamiento: en el lenguaje cotidiano, estos conceptos suelen ser usados como sinónimos, lo cual es errado. La distancia es la longitud de su trayectoria y se trata de unamagnitud escalar. El desplazamiento es la unión de la posición inicial (A) y final (B) de la trayectoria, y es una magnitud vectorial.

Trayectoria

B

Desplazamiento (D)

A

fig. 1

Nota: Si la trayectoria es rectilínea, el desplazamiento puede ser negativo o positivo, según el sentido de movimiento de la partícula. La distancia recorrida siempre será mayor o igual que la magnitud deldesplazamiento (serán iguales cuando el movimiento entre dos posiciones sea rectilíneo y siempre que no exista regreso al punto de partida). iii) Rapidez y velocidad: son dos magnitudes que suelen confundirse con frecuencia. La rapidez es una magnitud escalar que relaciona la distancia recorrida con el tiempo. La velocidad es una magnitud vectorial que relaciona el cambio de posición (o...