sistema de coordenadas - conceptos fundamentales de la física - cinemática - movimiento mecanico - elementos del movimiento - fuerza - trayectoria y dezplazamiento
Las leyes de movimiento que conocemos en mecánica fueron formuladas hace más de tres siglos por Isaac Newton, que tienen relación con las fuerzas y las masas de los objetos.
Fuerza
En física, la fuerza es una magnitud vectorial que mide la Intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza estodo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.
Su ecuación: F = m . a
Trayectoria
Es el conjunto de todas las posiciones por las que pasa un cuerpo en movimiento. Según la mecánica clásica la trayectoria de un cuerpo puntual siempre será una línea continua. Porejemplo, la trayectoria de un proyectil lanzado por un cañón sigue una trayectoria curva así como se muestra en la imagen.
Sin embargo, la física moderna ha encontrado situaciones donde esto no ocurre así. Por ejemplo, la trayectoria de un electrón dentro de un átomo es probabilística, y corresponde a un volumen.
Desplazamiento
El desplazamiento se refiere a ladistancia y la dirección de la posición final respecto a la posición inicial de un objeto. Al igual que la distancia, el desplazamiento es una medida de longitud por lo que el metro es la unidad de medida. Sin embargo, al expresar el desplazamiento se hace en términos de la magnitud con su respectiva unidad de medida y la dirección. El desplazamiento es una cantidad de tipo vectorial. Vamos aconsiderar la imagen a continuación.
Observa que recorres 8m en dirección Norte, luego 12 m en dirección Este y por último 8 m en dirección Sur. Para el desplazamiento solo importa el punto de inicio y el punto final por lo que el vector entrecortado muestra el desplazamiento. El resultado es 12m en dirección Este. Para esto recorres una distancia de 28m.
Matemáticamente, eldesplazamiento (Δd) se calcula como:
df – di = Δd
La Cinemática
La cinemática es una rama de la física dedicada al estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio, sin atender a las causas que lo producen (lo que llamamos fuerzas). Por tanto la cinemática sólo estudia el movimiento en sí, a diferencia de la dinámica que estudia las interacciones que lo producen. El Análisis Vectorial esla herramienta matemática más adecuada para ellos. Desde el punto de vista matemático, la cinemática expresa cómo varían las coordenadas de posición de la partícula (o partículas) en función del tiempo. La función matemática que describe la trayectoria recorrida por el cuerpo (o partícula) depende de la velocidad (la rapidez con la que cambia de posición un móvil) y de la aceleración.
Elementosbásicos de la Cinemática
Los elementos básicos de la cinemática son el espacio, el tiempo y un móvil.
Espacio: El espacio físico es el lugar donde se encuentran los objetos y en el que los eventos que ocurren tienen una posición y dirección relativas.
El tiempo: l tiempo es una magnitud escalar que permite medir el intervalo que media entre dos sucesos en un sistema bajo observación.
Móvil:En el ámbito físico se entiende por móvil al objeto en movimiento del que se quiere estudiar su trayectoria o las fuerzas que lo acompañan.
Movimiento mecánico
Es el fenómeno físico que se define como todo cambio de posición en el espacio que experimentan los cuerpos de un sistema con respecto a ellos mismos o a otro cuerpo que se toma como referencia. Todo cuerpo en movimiento describe unatrayectoria. La descripción y estudio del movimiento de un cuerpo exige determinar su posición en el espacio en función del tiempo. Para ello es necesario un sistema de referencia o referencial. Este movimiento se caracteriza por el cambio de posición de los cuerpos, o de sus partes, en relación con otro cuerpo que se ha tomado como referencia.
En el caso que se ilustra,...
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