Cinemática (Unidad 3) PDF

UNIDAD No. 3 “CINEMATICA” Conceptos básicos Cinemática Cinemática es la parte de la mecánica que estudia los tipos de movimiento sin atender las causas que lo producen. La clasificación de la Cinemática es: 1. Mecánica: rama de la física que estudia los movimientos y estados en que se encuent...

UNIDAD No. 3 “CINEMATICA” Conceptos básicos Cinemática Cinemática es la parte de la mecánica que estudia los tipos de movimiento sin atender las causas que lo producen. La clasificación de la Cinemática es: 1. Mecánica: rama de la física que estudia los movimientos y estados en que se encuentran los cuerpos 2. Dinámica: estudia las causas que originan el movimiento de los cuerpos Trayectoria. Es el recorrido que describe un objeto que desplaza por el espacio. Una bala impulsada por un arma, por ejemplo, describe una trayectoria, que puede ser rastreada o supuesta por un especialista. Para la mecánica, la trayectoria equivale a los sucesivos lugares geométricos que un cuerpo ocupa mientras se mueve. Su determinación depende del lugar desde el cual se realiza la observación. Desplazamiento Se entiende como el movimiento realizado por un cuerpo que se desplaza, que se traslada, de un lugar a otro. El desplazamiento, por el contrario, vendrá a ser la línea recta que une el lugar donde se encontraba al comenzar con el que se encuentra al finalizar. Por ser una línea, que va desde un lugar hacia otro, cuando se habla de desplazamiento se está haciendo referencia a un vector. Tendrá una dirección y un sentido, y un módulo y un nombre que describirán el movimiento realizado por el cuerpo, independientemente de la trayectoria que tomó. Se puede clasificar los desplazamientos en:  Desplazamiento positivo. Es el cambio posterior hacia una posición distinta de la primaria, como lo mencionamos anteriormente.  Desplazamiento negativo. Aquel en el que el cuerpo regresa a la posición originaria. Velocidad. Es la distancia recorrida por un móvil dividido entre el tiempo que tarda en recorrer dicha distancia. Donde: v = velocidad del móvil en m/s d = distancia recorrida en m t = tiempo transcurrido en s VELOCIDAD MEDIA VELOCIDAD INSTANTANEA Cuando en el movimiento de un cuerpo, los intervalos de tiempo considerados son cada vez más pequeños, la velocidad media se aproxima a una velocidad instantánea Rapidez. La rapidez no tiene dirección. Por lo tanto, la rapidez es una cantidad escalar. Así como necesitamos distinguir entre velocidad instantánea y velocidad promedio, también necesitamos distinguir entre rapidez instantánea y rapidez promedio. La rapidez instantánea es la magnitud de la velocidad instantánea. La rapidez promedio es la distancia recorrida dividida entre el tiempo transcurrido. Entonces, mientras que las magnitudes de la rapidez instantánea y la velocidad instantánea siempre son idénticas, las magnitudes de la rapidez promedio y la velocidad promedio pueden ser muy diferentes. Como la distancia recorrida puede ser mayor que la magnitud del desplazamiento, la rapidez promedio puede ser mayor que la magnitud de la velocidad promedio. Por ejemplo, si manejas a una tienda y regresas a casa en media hora y el odómetro de tu automóvil muestra que la distancia total recorrida fue de 6 km, entonces tu rapidez promedio fue de 12Km/hr. Sin embargo, tu velocidad promedio fue cero, pues tu desplazamiento en el viaje redondo fue cero (el desplazamiento es el cambio en la posición y, por lo tanto, es cero para un viaje redondo). Entonces la rapidez promedio no es simplemente la magnitud de la velocidad promedio. Durante un viaje de 30 minutos de ida y vuelta a la tienda, la distancia total recorrida es de 6 km. La velocidad promedio es de 12 km/h. El desplazamiento para el viaje redondo es cero, pues no hubo un cambio neto en la posición. Entonces, la velocidad promedio es cero. Aceleración. Es la variación de la velocidad de un móvil en cada unidad de tiempo. Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU). Un cuerpo se desplaza a una velocidad constante v, con aceleración nula en línea recta. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV). Un cuerpo se desplaza a una velocidad que varía linealmente (dado que su aceleración es constante) conforme avanza el tiempo. Caída libre Es un movimiento en el que se deja caer un objeto desde cierta altura y mientras este cae, no existe ninguna resistencia o elemento que se aparezca en su camino para interrumpirlo. Por esa razón se llama “libre”. Además, se considera un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, no solo porque los objetos caen como siguiendo una línea recta vertical, sino también, porque la aceleración del objeto es constante, es decir, mantiene los mismos valores. Tiro vertical Es el movimiento provocado a un cuerpo en el que éste se va a desplazar en línea recta, de manera vertical, ya sea para arriba o para abajo. Adquiere dos nombres entonces: Tiro Vertical Ascendente y Tiro Vertical Descendente, respectivamente. Tiro parabólico. Es la composición de dos movimientos rectilíneos distintos: uno horizontal y de velocidad constante, y otro vertical y uniformemente acelerado. Movimiento armónico simple. Es un movimiento periódico de vaivén en el cual un cuerpo oscila alrededor de un punto de equilibrio en una dirección determinada y en unidades regulares de tiempo. Movimiento circular uniforme. Como su nombre lo indica, es el movimiento que traza círculos perfectos en su recorrido, manteniendo invariable el módulo de su velocidad en el tiempo. Movimiento circular uniformemente acelerado. Es el movimiento que traza círculos perfectos en su recorrido, pero con una velocidad que varía en módulo en el tiempo. Movimiento armónico complejo. Se trata de la combinación de diversos movimientos armónicos simples, en direcciones distintas.