la cinematica

Introducción

La cinemática la podemos denominar como la ciencia que estudia el movimiento de un cuerpo, si bien sabemos la cinemática es un objetivo que, a pesar de ser la base para posteriores estudios de la física y otras ciencias, es algo extenso, nuestro objetivo es repasar de una forma breve y sencilla los conceptos y ecuaciones aprendidas, sin dejar de hablar de la velocidad, elmovimiento uniforme rectilíneo, movimiento rectilíneo acelerado, movimiento rectilíneo retardado, movimiento circular y la caída libre ya que todas se deben relacionar.




















La Cinemática
Es la rama de la física que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita, esencialmente, al estudio dela trayectoria en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con el que cambia la velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales magnitudes que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.

Elementos básicos de la cinemática

Los elementos básicos de la cinemática son el espacio, el tiempo y un móvil.
En la mecánica clásica se admite la existencia de un espacioabsoluto, es decir, un espacio anterior a todos los objetos materiales e independientes de la existencia de estos.
Este espacio es el escenario donde ocurren todos los fenómenos físicos, y se supone que todas las leyes de la física se cumplen rigurosamente en todas las regiones del mismo. El espacio físico se representa en la mecánica clásica mediante un espacio euclidiano.
Análogamente, la mecánicaclásica admite la existencia de un tiempo absoluto que transcurre del mismo modo en todas las regiones del Universo y que es independiente de la existencia de los objetos materiales y de la ocurrencia de los fenómenos físicos.
El móvil más simple que se puede considerar es el punto material o partícula; cuando en la cinemática se estudia este caso particular de móvil, se denomina cinemática de lapartícula, y cuando el móvil bajo estudio es un cuerpo rígido se lo puede considerar un sistema de partículas y hacer extensivos análogos conceptos; en este caso se le denomina cinemática del sólido rígido o del cuerpo rígido.

Movimiento uniforme rectilíneo

En este movimiento la velocidad permanece constante y no hay una variación de la aceleración (a) en el transcurso del tiempo. Estocorresponde al movimiento de un objeto lanzado en el espacio fuera de toda interacción, o al movimiento de un objeto que se desliza sin fricción. Siendo la velocidad v constante, la posición variará linealmente respecto del tiempo, según la ecuación:


donde  es la posición inicial del móvil respecto al centro de coordenadas, es decir para .
Si  la ecuación anterior corresponde a una recta quepasa por el origen, en una representación gráfica de la función, tal como la mostrada en la figura 1.














Ejercicio
Un automóvil se desplaza con una rapidez de 30 m por segundo, con movimiento rectilíneo uniforme. Calcule la distancia que recorrerá en 12 segundos.
Analicemos los datos que nos dan:

Apliquemos la fórmula conocida:
  y reemplacemos con los datos conocidos:¿Qué hicimos? Para calcular la distancia (d), valor desconocido, multiplicamos la rapidez (v) por el tiempo (t), simplificamos la unidad segundos y nos queda el resultado final en metros recorridos en 12 segundos: 360 metros



Movimiento Rectilíneo Acelerado

En éste movimiento la aceleración es constante, por lo que la velocidad de móvil varía linealmente y la posición cuadráticamentecon tiempo. Las ecuaciones que rigen este movimiento son las siguientes:




Donde  es la posición inicial del móvil,  es la posición final y  su velocidad inicial, aquella que tiene para .
Obsérvese que si la aceleración fuese nula, las ecuaciones anteriores corresponderían a las de un movimiento rectilíneo uniforme, es decir, con velocidad  constante.











Dos casos...