Fisica

Análisis de Situaciones Físicas de Cinemática

Raúl Pérez-Enríquez
Emiliano Salinas Covarrubias

Departamento de Física, UNISON
Junio de 2002

Raúl Pérez-Enríquez y Emiliano Salinas Covarrubias

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Presentación
Este trabajo de ninguna manera pretende substituir los libros de texto que el
estudiante de Física (Mecánica en este caso particular) debe consultar como
material basedurante su estudio. El papel de estos análisis de situaciones físicas
concretas, es el de fortalecer la comprensión por parte del alumno de la manera en
que se puede modelar la realidad utilizando la Física; también, intenta
familiarizarlo con las diversas formas de atacar un problema (gráfica y analítica).
Estas son las razones por las cuales la deducción de las ecuaciones de movimiento
que sepuede hallar en los libros de texto, se ha omitido para, en su lugar, abordar
más a fondo la selección y manipulación de variables, nombres y etapas; al
interpretar casos concretos, deseamos que el estudiante aprenda a interpretar la
realidad física a la que se enfrenta e identificar, a partir de ella, las ecuaciones
básicas que debe utilizar. Una vez hecho ésto, el estudiante estará encondiciones
de adaptar sus ecuaciones y resolverlas para obtener un resultado. Rechazamos el
uso de fórmulas deducidas y sustitución directa de valores en ellas.
Los análisis aquí expuestos abordan los temas básicos de la Cinemática y
se presentan en tres secciones: I. Conceptos Básicos; II. Cinemática en una
Dimensión y III. Cinemática en dos Dimensiones. Para cada tema se analizan
situacionescaracterísticas de complejidad creciente de manera que el estudiante se
familiarice con las ecuaciones de movimiento y su forma de uso.
Estas ideas se reflejan en la manera en la que se presentan los análisis de
las situaciones físicas. Al inicio de cada sección se presentan las ecuaciones
generales aplicables al caso. En consecuencia, las ecuaciones de movimiento
básicas que se utilizarán, senumeran con el índice romano y un número arábigo
consecutivo (I.1, I.2, I.3, etc.). A su vez, las ecuaciones adaptadas a la situación
sujeta a análisis reciben un número consecutivo que debe entenderse local a dicho
problema ((1), (2), (3), etc.). Así, las referencias a ecuaciones de aplicación
general quedan fácilmente distinguibles de aquellas elaboradas o desarrolladas
para un análisisespecífico.
Esperamos que los estudiantes encuentren provechosos los análisis aquí
expuestos y les ayuden a desarrollar sus propias habilidades para construir
modelos de la realidad y bajarlos a su representación matemática.

Análisis de Situaciones Físicas de Cinemática

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Título: Análisis de Situaciones Físicas de Cinemática
Autores: Raúl Pérez-Enríquez y Emiliano Salinas CovarrubiasEditado por:
Departamento de Física,
Universidad de Sonora
Junio de 2002.

Raúl Pérez-Enríquez y Emiliano Salinas Covarrubias

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Indice

Presentación

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I.

Conceptos Básicos de Cinemática

II.

Cinemática en una Dimensión

11

II.1 Aceleración constante en una dimensión

11

II.2 Caída de un cuerpo

21

Cinemática en Dos Dimensiones

33

III.1Aceleración constante en dos dimensiones

33

III.2 Tiro parabólico

41

III.3 Movimiento circular

51

Apéndices

57

A.I Transformación de vectores

56

A.II Identidades trigonométricas

57

A.III Ecuación Cuadrática

58

III.

A.

Análisis de Situaciones Físicas de Cinemática

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Raúl Pérez-Enríquez y Emiliano Salinas Covarrubias

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I. Conceptos Básicosde Cinemática

I.1 Conceptos Básicos de Cinemática
La Cinemática es la parte de la Física encargada de analizar el movimiento de las
partículas sin atender a las causas de dicho movimiento. Por ello, deseamos
comenzar el estudio de diversas situaciones físicas, revisando varios conceptos
básicos mediante los cuales se hará la descripción del movimiento.
En primer lugar, habremos de...