Cinemática y los tipos de movimiento

¿Que es la cinemática?

Proviene del griego (kineo) movimiento y es la rama de la física que estudia las leyes del movimiento de los objetos sólidos sin considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita, principalmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. Para ello utiliza la velocidad y la aceleración, que son las dos principales magnitudes que describen cómo cambia la posición en función del tiempo. La velocidad se determina como el cociente entre el desplazamiento y el tiempo utilizado, mientras que la aceleración es el cociente entre el cambio de velocidad y el tiempo utilizado.

Conceptos de movimiento

• Distancia 

La distancia es la magnitud del desplazamiento de un objeto sin indicar la dirección en la que se dirige, esta magnitud es una magnitud escalar porque si recordamos en una magnitud escalar solo se presenta la cantidad y su respectiva unidad, no se contempla un sentido y una dirección.

• Desplazamiento 

Es solo el cambio de posición de un cuerpo, a medida que cambie de posición, el desplazamiento se define por la diferencia entre la posición final y la posición inicial del cuerpo

• Rapidez 

Es una magnitud escalar que relaciona la distancia recorrida con el tiempo.

• Velocidad 

Es una magnitud vectorial que relaciona el cambio de posición (o desplazamiento) con el tiempo.

• Aceleración 

Es el cambio de le velocidad, si aumenta es positiva y si disminuye es negativa.

Movimiento rectilíneo 

Es aquél cuya trayectoria es una línea recta.

En la recta situamos un origen O, donde estará un observador que medirá la posición del móvil x en el instante t. Las posiciones serán positivas si el móvil está a la derecha del origen y negativas si está a la izquierda del origen.

Movimiento rectilíneo uniforme

Movimiento de trayectoria rectilínea con una velocidad constante.

Formula:    v=velocidad         d=distancia        t=tiempo

Ejercicios de MRU

Movimiento rectilíneo uniformente variado

Este movimiento a diferencia del MRU se desplaza sobre una trayectoria estando sometido a una aceleración constante. 

Formulas Vf= velocidad final  Vo=velocidad inicial  d=distancia  a=aceleración  t=tiempo

Ejercicios de MRUV

Caída libre y tiro vertical 

El tiro vertical es el movimiento hacia arriba el cual siempre lleva una velocidad inicial la cual va disminuyendo hasta llegar a cero donde se detiene donde posteriormente empieza bajar hasta ser detenido a este movimiento se llama caída libre.

Formulas g=aceleración de la gravedad  t=tiempo  y=altura  Vi=velocidad inicial  

Ejercicios de caída libre

Movimiento de proyectiles 

Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.

Puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.

Formulas

Ejercicios de tiro de proyectiles

Movimiento Circulas
Se define movimiento circular como aquél cuya trayectoria es una circunferencia.

Conceptos

• Eje: punto fijo en el centro de la circunferencia por la que gira el cuerpo. 
• Radio: distancia a la que gira el punto P sobre el eje O (en nuestro caso r). 
• Posición: punto P en el que se encuentra la partícula. 
• Velocidad angular: define la variación angular por unidad de tiempo (ω) 
• Velocidad tangencial: es el módulo de la velocidad en cualquier punto del giro y viene definido como el recorrido, en unidades de longitud, que describe P por unidad de tiempo (vt). 
• Aceleración angular: es el incremento de velocidad angular por unidad de tiempo (α). 
• Aceleración tangencial: se define como el incremento de velocidad lineal por unidad de tiempo (at). 
• Aceleración centrípeta: componente que va dirigida hacia el centro de la circunferencia. Representa el cambio de dirección del vector velocidad (acen). 
• Período: tiempo T que tarda la partícula en dar una vuelta al círculo. 
• Frecuencia: número de vueltas f que recorre la partícula en una unidad de tiempo. Se expresa en ciclos/seg o hertzios.

Formulas

Ejercicios de movimiento circular