U02 1

UNIDAD II
CINEMATICA

La Mecánica es la parte de la Física que estudia las fuerzas, la materia y el movimiento.
Dentro de la Mecánica, la Cinemática estudia el movimiento, sin interesar las causas que lo producen (ni los efectos que es capaz de producir).
Es la “geometría” el movimiento.
En la Cinemática se estudia distintos tipos de movimientos; sus trayectorias y las leyes espacio-temporales,o sea, las leyes del movimiento. La Cinemática se estudia con un metro y un reloj, midiendo las distancias y tiempos, y estableciendo relaciones para determinar las características del movimiento: la velocidad y la aceleración.
Definimos a la unidad patrón de longitud, el metro (símbolo m) como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un tiempo de 1/299.792.456 segundos (esto suponeque la velocidad de la luz es exactamente 299.792.458 m/seg).
Definimos a la unidad patrón de tiempo, el segundo (símbolo seg) de modo que la frecuencia de la luz emitida en una determinada transición del cesio es de 9.192.631.770 ciclos por segundo.
Con estas definiciones, las unidades fundamentales de longitud y de tiempo son accesibles a cualquier laboratorio del mundo.
La noción del“movimiento” está orientada a la del “sistema de referencia”, o sea, al cuerpo o sistema de cuerpos con respecto a los cuales referimos la posición del que se mueve. Cuando estamos sentados en un barco en marcha, estamos en “reposo” con respecto al barco y nos movemos “con respecto” a la tierra. Recíprocamente, el árbol que está en reposo con respecto a la tierra, se mueve “con respecto” al pasajero que estásentado en el barco (si imaginamos como sistema fijo al barco).
Si el pasajero camina con movimiento rectilíneo y uniforme (ya veremos que significa) sobre el barco en movimiento tendrá una velocidad “con respecto al barco” y otra mayor o menor “con respecto a la costa”, según camine hacia la proa o hacia la popa.
Estos son los problemas del movimiento relativo.
Por ejemplo: si el pasajerocamina hacia la proa del barco, que se está moviendo como dijimos con movimiento rectilíneo y uniforme con respecto a la costa, con una velocidad de 60 cm/seg, decimos que ésta es su velocidad relativa (con respecto al barco); si el barco se desplaza a 5m/seg, ésta es su velocidad de arrastre (con respecto a la costa), pues la velocidad del barco “arrastra” al pasajero. La velocidad total del pasajeroque camina, con respecto a la costa, será entonces de 5,60 m/seg.
Esta es la base del “principio de adición de velocidades”, aunque debe tenerse en cuenta que la velocidad es una magnitud vectorial y por lo tanto, si los movimientos son de diferente duración, deben sumarse los vectores que representan las respectivas velocidades.
En definitiva:

Donde:
velocidad totalvelocidad relativa
velocidad de arrastre

Más adelante, cuando veamos conceptos de Mecánica Relativa, volveremos sobre el tema.

Por ahora digamos que TRAYECTORIA es: “las sucesivas posiciones de un cuerpo móvil, con respecto a un sistema de referencia que suponemos fijo”.
Variando los ejes, es decir, variando el sistema de referencia puede cambiar la forma de latrayectoria.
Por ejemplo: estoy en un vagón que se desplaza con movimiento rectilíneo y uniforme (recorriendo espacios iguales en tiempos iguales). Mi sistema de referencia lo fijo al mismo vagón (ejes ortogonales). Si suelto la piedra que tengo en la mano, la misma va hacia abajo, hacia mis pies, recorriendo una recta.
Pero, para personas que están en una estación, con sus ejes fijos a la misma, al pasarel tren y al soltar yo la piedra, ven que al caer la misma describe una parábola (cae y se desplaza hacia delante, lo mismo que yo). Por eso para mí, y para las personas de la estación, la piedra cayó a mis pies.

Consideremos como “partícula”, una unidad completa de masa despreciable que se mueve sin interesarnos sus rotaciones alrededor del centro de masa.
En definitiva, un cuerpo, que puede...