DIN_1_Conceptos Fundamentales Y Cinematica De La Particula_2014 2

CONCEPTOS FUNDAMENTALES
Y CINEMÁTICA DE LA
PARTÍCULA

DINÁMICA

CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y
CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA
•¿Qué estudia la Mecánica?
• Conceptos fundamentales: espacio y tiempo
•Sistema de referencia
•Modelo de partícula. Cuerpo rígido
•Sistema de coordenadas
•La trayectoria
•El vector posición
•El vector velocidad
•El vector aceleración

LA MECÁNICA
Es la rama de la ciencias físicasque
estudia las fuerzas y sus efectos

Curso estudiado

Estática
Estudia a los
cuerpos en
equilibrio

Dinámic
a
Estudia a los
cuerpos en
movimiento

CONCEPTOS FUNDAMENTALES
EL ESPACIO
Se refiere simplemente al universo tridimensional
en que vivimos.
Nuestras experiencias diarias nos dan una noción
intuitiva del espacio y de las posiciones y de los
puntos en él.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES
ELTIEMPO
Nos es muy familiar, pues nuestra vida se mide
por él. Los ciclos diarios de luz y oscuridad, las
horas, minutos y segundos medidos por un reloj
nos dan una noción intuitiva del tiempo.

Sistema de referencia
Esta constituido por un
cuerpo (cuerpo de
referencia), un sistema de
coordenadas y el tiempo.
En este sistema de
referencia supondremos
ubicado el observador que
hará la descripción de loque sucede a su alrededor.

Sistema de referencia
Para cuantificar su
descripción el observador
asocia al sistema de
referencia, un sistema de
coordenadas.
El puede elegir libremente
el origen y el tipo de
sistema de coordenadas
conveniente para sus
propósitos.

Nosotros usaremos preferentemente un sistema de
“coordenadas cartesianas”.

Sistema de coordenadas cartesianas
La posición de unapartícula
P queda determinada por los
tres valores x, y, z llamados
coordenadas de posición.

Z

z

P(x,y,z)

y
x

X

Y

Modelo de partícula
Cuando en una situación física dada se
puede despreciar el tamaño y la estructura
interna del cuerpo cuyo movimiento
estudiamos consideramos a dicho cuerpo
como una partícula.
¿Podemos considerar al planeta Tierra
como partícula?
Cuerpo rígido: Sólidos que nosufren
deformación ante las cargas aplicadas. Tienen
la posibilidad de rotar y trasladarse

La trayectoria
Es el lugar geométrico de los puntos que ocupa la
partícula en el transcurso del tiempo.
Cuando una partícula se mueve; sus sucesivas
posiciones en el tiempo forman una curva llamada
trayectoria.

Cinemática de la partícula
La cinemática es la parte de la mecánica clásica
que estudia las leyesdel movimiento de los
cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo
producen, limitándose, esencialmente, al
estudio de la trayectoria en función del tiempo.
Cinemática deriva de la palabra griega κινεω
(kineo) que significa mover.
En la cinemática se utiliza un sistema de
coordenadas para describir las trayectorias y se
le llama sistema de referencia.

El vector posición
Un ejemplo importante deun vector tridimensional es el
vector de posición de una partícula con coordenadas (x,y,z).


Se acostumbra a denominar por r y esta definido como un

vector que va desde el origen del sistema de coordenadas
hasta el lugar donde se encuentra la partícula.

z


r

(x,y,z)

y

x

Teniendo en cuenta esta definición, se dice
que una partícula se mueve respecto a
“un observador que se encuentra enun
sistema de referencia el cual tiene asociado
un sistema de coordenadas”, cuando su
vector de posición cambia a medida que
transcurre el tiempo.


r  xiˆ  yˆj  zkˆ
r  x2  y2  z 2

El vector desplazamiento
Si una partícula se mueve
desde un punto a otro, el
desplazamiento de la
partícula se define como
el vector que va desde la
posición inicial hasta la
final.

El desplazamiento se


racostumbra a denominar
ya que de acuerdo al
álgebra de vectores:

z


r1

1


r


r2

2

y

x

  
r r2  r1

El vector velocidad

(v
Se define como velocidad ) de la partícula en un punto
(p), la velocidad media de la partícula en un intervalo de
tiempo pequeñísimo (considerado en torno al punto en
t
cuestión), infinitesimal, o sea en el limite cuando
tiende a cero.
z


r

r
r
r
v...