Desde la antiguedad el hombre ha estudiado los fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos que observa a su alrededor. Los estudios del movimiento realizados a lo largo de la historia han conducido a grandes avances de la humanidad. En este tema nos dedicaremos a analizar el movimiento en linea recta.
EL MOVIMIENTO
La Parte de la física que estudia el movimiento de la Cinemática.
la Cinemática aborda el estudio de las magnitudes propias del movimiento (velocidad de un móvil en determinado instante, distancia recorrida por dicho móvil en determinado tiempo, etc )
LOS SISTEMAS DE REFERENCIA
Es Posible que alguna vez al encontrarte en un automovil en movimiento hayas tenido la sensacion de estar en reposo y pensar que es el automovil el que esta en la vía adyacente el que se mueve cuando realmente sucede lo contrario. También puede haberle sucedido que el automovil en el que te encuentras esta en reposo y al percibir el movimiento hacia adelante de un automovil que esta al lado, te parece que el auto que tu ocupas retrocede.
CUERPOS PUNTUALES
es la representación de un cuerpo como un punto, es decir, el cuerpo tiene la masa que le corresponde pero no tiene volumen ya que un punto es adimensional (tiene 0 dimensiones, no tiene ancho, ni largo ni alto). Esto es para facilitar las ecuaciones de la cinemática, sin tener que considerar las dimensiones del objeto para analizar su movimiento. Este concepto esta muy relacionado al de centro de masa, que es el punto de un cuerpo en que pareciera que se concentra toda la masa de este, es este el punto que responde a las fuerzas que se aplican sobre el cuerpo y ese es el punto que responde a la cinemática.
En el ejemplo,el borrador en sí no corresponde a un cuerpo puntual, pero si lo es su centro de masa. El centro de masa del borrador, y de todo cuerpo, es el que responde a su las ecuaciones cinemáticas, el resto del cuerpo sólo siguen a ese punto
LA TRAYECTORIA
La trayectoria es la linea que un móvil describe durante su movimiento
En funcion de la trayectoria descrita, los movimientos pueden ser: en linea recta rectilineos, o en linea curva, Curvilineos. Los movimientos curvilineos pueden ser, entre otros: circulares, si la trayectoria es una circunferencia, como ocurre con el extremo de las manecillas de un reloj; elipticos, si la trayectoria es una elipse, como ocurre con el movimiento de los planetas alrededor del sol y parabolicos, si la trayectoria es una parabola, como ocurre con el movimiento de los proyectiles
DESPLAZAMIENTO Y DISTANCIA RECORRIDA
- Distancia
La distancia se refiere a cuanto espacio recorre un objeto durante su movimiento. Es la cantidad movida. También se dice que es la suma de las distancias recorridas. Por ser una medida de longitud, la distancia se expresa en unidades de metro según el Sistema Internacional de Medidas. Al expresar la distancia, por ser una cantidad escalar, basta con mencionar la magnitud y la unidad. Imagina que comienzas a caminar siguiendo la trayectoria: ocho metros al norte, doce metros al este y finalmente ocho metros al sur. Luego del recorrido, la distancia total recorrida será de 28 metros. El número 28 representa la magnitud de la distancia recorrida.
La figura muestra que podemos iniciar un evento y seguir una ruta. Esta ruta es la que hace que recorramos una distancia.
- Desplazamiento
El desplazamiento se refiere a la distancia 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. Los vectores se describen a partir de la magnitud y de la dirección. Vamos a considerar la misma figura del ejemplo anterior.
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, el desplazamiento (Δd) se calcula como:
df – di = Δd
donde df es la posición final y di es la posición inicial del objeto. El signo del resultado de la operación indica la dirección del desplazamiento según el sistema de coordenadas definido. En el caso anterior, el desplazamiento hubiese sido +12m al este.
Cuando el objeto termina en el mismo lugar de inicio el desplazamiento será cero aunque la distancia no necesariamente lo sea. A esta trayectoria en la que la posición final e inicial son iguales, se conoce como un paso cerrado. El cambio en la posición de un objeto también se puede representar gráficamente. Las características de la gráfica son parámetros que nos ayudan a describir el movimiento del objeto bajo estudio. El tema de análisis gráfico del movimiento rectilíneo que discutimos anteriormente te puede ayudar a entender el concepto básico de vectores
RAPIDEZ Y VELOCIDAD
- Rapidez
Un objeto en movimiento recorre una cierta distancia en un tiempo determinado. Un auto, por ejemplo, recorre un cierto número de kilómetros en una hora. La rapidez es una medida de que tán aprisa se mueve un objeto . Es la razón de cambio a la que se recorre la distancia. Recuerda que la expresión razón de cambio indica que estamos dividiendo alguna cantidad entre el tiempo. La rapidez se mide siempre en términos de una unidad de distancia divida entre una unidad de tiempo. La rapidez se define como la distancia recorrida por unidad de tiempo. Aqui la palabra "por" significa "dividido entre".
- Rapidez instantánea
Un auto no se desplaza siempre con la misma rapidez. Un auto puede recorrer una calle a 50km/h, reducir su velocidad a 0 km/h en un semáforo y luego aumentarla a sólo 30 km/h a causa del tráfico. Se puede saber la rápidez del vehículo en cualquier momento mirando el velocímetro del mismo. La rapidez en cualquer instante se conoce como rapidez instantánea. Un auto que viaja a 50km/h puede quizá mantener esa rapidedez durante un minuto. Si el auto continuara a esa rapidez durante una hora completa recorrería 50km. Si la conservara sólo durante media hora recorrería únicamente la mitad de esa distancia, es decir, 25 km. En un minuto el auto recorrería menos de 1km.
- Velocidad
En el lenguaje cotidiano empleamos las palabras rapidez y velocidad de manera indistinta. En física hacemos una distinción entre ellas. De manera muy sencilla, la diferencia es que la velocidad es una rapidez en una dirección determimanda. Cuando decimos que un auto viaja a 60 km/hora estamos indicando su rapidez. Pero si decimos que un auto se desplaza a 60 km/h hacia el norte estamos especificando su velocidad. La rapidez describe qué tan aprisa se desplaza un objeto; la velocidad nos dice que tan aprisa lo hace y en que dirección.
La palabra velocidad se considera comunmente como sinonimo de rapidez, sin embargo, estableceremos una diferencia entre las dos. la rapidez se refiere a que tan rapido sucede el movimiento. La velocidad especifica se refiere a la rapidez como a la direccion del movimiento.
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