CINEMÁTICA
El movimiento
Hay un movimiento de traslación cuando el cuerpo cambia de lugar o posición.
Cuando un cuerpo gira en torno a un eje fijo se mueve, pero no se desplaza. Se produce un movimiento de rotación.
Elementos
Un cuerpo se mueve cuando cambia su posición respecto a un sistema de referencia que se supone fijo. Por lo tanto, el movimiento es relativo.
Vectores
Principio de relatividad de Galileo
Sistema de referencia
L posición del punto P viene determinada por las coordenadas x, y, z.
El punto de referencia O se toma como origen de tres ejes cartesianos, constituyendo un sistema de referencia cartesiano.
Tipos
Las magnitudes implicadas en el movimiento son vectoriales.
Vector posición: Su origen es el (0,0) y su extremo es el punto P.
Vector desplazamiento: Tiene su origen en P1 y su extremo en P2.
Este principio dice que la velocidad de un cuerpo es una magnitud relativa porque depende del sistema de referencia.
Para relacionar distintos sistemas de referencia, se utilizan ecuaciones de transformación.
(x, y, z) = (x',y',z') + v x t.
Si la velocidad relativa entre dos sistemas de referencia es constante, las distancias, las aceleraciones, y las leyes físicas en general no varían.
Magnitudes del movimiento
Tiempo
El origen del tiempo coincide con el inicio del movimiento que se estudia.
Espacio recorrido
Es la longitud de la trayectoria que ha seguido el móvil.
Es una magnitud escala que coincide con el módulo del desplazamiento si el movimiento es rectilíneo y no cambia de sentido.
Posición
Se puede localizar el punto por las coordenadas cartesianas o mediante un vector de posición.
Posición instantánea: es la variación del vector de posición respecto al tiempo.
Es la localización de un punto en el espacio.
Desplazamiento
TIene su origen en el punto de partida y su extremo en el punto de llegada.
Se obtiene restando el vector de posición final menos el vector de posición inicial.
Es el cambio de posición de un móvil. Viene definido por el vector desplazamiento.
Velocidad
La velocidad media es el desplazamiento que experimenta el punto móvil en la unidad de tiempo. (Vm = desplazamiento / tiempo)
La velocidad instantánea es la que tiene una partícula en un instante determinado o en un punto determinado de la trayectoria.
Es la magnitud que relaciona el desplazamiento que ha experimentado un móvil con el tiempo transcurrido.
Aceleración
Acelaración media: variación de velocidad / tiempo
Componentes
Es la magnitud física que informa acerca de la rapidez con la que
cambia la velocidad de los cuerpos.
Aceleración tangencial
Sólo produce cambios en el módulo de la velocidad y es la única aceleración posible en los movimientos rectilíneos.
Componentes
Dirección: Coincide con la del vector velocidad.
Sentido: Es el mismo que el del movimiento si la velocidad y aumento y será el contrario si la velocidad disminuye.
Módulo: dv / dt.
Aceleración normal
Sólo produce cambios en la dirección de la velocidad sin afectar a su módulo y sólo existe en los movimientos curvilíneos.
Componentes
Dirección: Es perpendicular a la trayectoria en el punto y.
Sentido: Se dirige hacia el centro de la curva.
Módulo: v^2 / radio de la curvatura.
Aceleración instantánea: el valor límite que toma la aceleración media cuando el intervalo de tiempo es extremadamente pequeño.