F&Q T.cinemática

La cinemática es la parte de la física que estudia y describe los movimientos sin tener en cuenta las causas que los producen.

-El movimiento se define como el cambio de posición de un punto respecto de un sistema de referencia arbitrario que se considera fijo.

El movimiento es un fenómeno relativo. Esto quiere decir que para expresar el concepto de reposo o de movimiento, previamente hemos de determinar un sistema de referencia arbitrario, que se considere fijo y referir a él la posición del cuerpo que queremos estudiar. Si existe cambio en la posición, habrá movimiento.

-Un sistema de referencia es cualquier objeto arbitrario que se considere fijo, es decir, que esté en reposo relativo.

-El vector posición son vectores que partiendo del origen de coordenadas indican con sus componentes la posición del punto móvil en cada instante.

-La trayectoria es la línea que describe el cuerpo que se mueve respecto a un sistema de referencia.

-El vector desplazamiento es la diferencia entre dos vectores posición. El módulo del vector desplazamiento es igual a la distancia en línea recta que separa las dos posiciones.

-La distancia recorrida (Δs) es la longitud real recorrida por el cuerpo, medida sobre la trayectoria. Es una magnitud escalar. La distancia recorrida puede coincidir o no con el módulo del vector desplazamiento. Coincidirán solo si el movimiento es rectilíneo y no hay retroceso (no hay cambio de sentido) o si el desplazamiento es infinitesimal.

-La ecuación del movimiento indica la posición en cualquier instante en función del tiempo y es característica de cada movimiento.

-Se denomina velocidad media escalar, al cociente entre la longitud Δs recorrida por el móvil y el tiempo Δt empleado en recorrerla.

La velocidad es una magnitud escalar y nos da una medida de la mayor o menor rapidez con que se realiza un movimiento. La velocidad nos indica la rapidez con que varía la posición.

-El vector de velocidad media se define como el cociente que resulta de dividir el vector desplazamiento Δr entre el tiempo Δt invertido en él.

Al ser el tiempo una magnitud escalar, el vector velocidad media tendrá la misma dirección y sentido que el vector desplazamiento.

- Se define la velocidad instantánea como el valor al que tiende el vector velocidad media cuando el tiempo Δt transcurrido tiende a cero.

La velocidad es una magnitud vectorial:

·Módulo:   

·La dirección es siempre tangente a la trayectoria y el sentido es el del movimiento.

-La aceleración nos indica la rapidez con que varía la velocidad. Se define como vector aceleración media o también aceleración media, al cociente que resulta de dividir la variación de la velocidad experimentada por el móvil y el tiempo invertido en ella. Es una magnitud vectorial con la misma dirección y sentido que la variación de la velocidad.

- Se define como vector aceleración instantánea el valor al que tiende el vector aceleración media cuando el tiempo tiende a cero.  

COMPONENTES INTRÍNSECAS DEL VECTOR ACELERACIÓN

Cuando en un movimiento se modifica el vector velocidad, aparece sobre el móvil una aceleración.

El vector velocidad puede expresarse como  siendo |v| el módulo de la velocidad y u_r un vector unitario tangente a la trayectoria.

-Si se modifica el módulo, aparece una aceleración llamada aceleración tangencial o lineal. Esta aceleración tangencial es un vector.

·Su módulo es la derivada del módulo del vector velocidad respecto al tiempo, la dirección es tangente a la trayectoria en cada instante, igual que la velocidad y el sentido es el del movimiento si la velocidad aumenta, y contrario al movimiento si la velocidad disminuye.

- Si cambia la dirección del vector velocidad, aparece una aceleración denominada normal. Esta aceleración normal es un vector.

·Su módulo es el cociente entre el cuadrado del módulo del vector velocidad y el radio de curvatura (), la dirección es perpendicular a la trayectoria en cada instante, perpendicular a la velocidad y el sentido es el del centro de giro, es decir dirigida hacia el centro de la curva.

-La aceleración normal y la tangencial reciben el nombre de componentes intrínsecas de la aceleración.  

CLASIFICACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS

-Según la trayectoria: rectilíneo o curvilíneo.

-Según la velocidad: uniformes (|v|=cte) o acelerados.

-Según la aceleración: uniformemente acelerados (|a_t|=cte) o acelerados/variados.

-Otros tipos: periódico, oscilatorio y vibratorio.

-Con MRU: a_n=0 (trayectoria) / v=cte -> a=a_t=0

-Con MRUA: a_n=0 (trayectoria) / a=a_t=cte

-Con MCU: a_n ≠ 0 / |v|=cte -> a_t=0