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Cinemática
Cuando un cuerpo se encuentra en movimiento, su
posición esta variando respecto a un punto fijo.
El estudio de la cinemática, nos permitirá conocer y
predecir en que lugar se encuentra un cuerpo, que
velocidad tendrá después de un intervalo de tiempo.
La cinemática es la parte de la mecánica que estudia
los diferentes tipos de movimiento de los cuerpos sin
considerar las causas que los provoca.
Cinemática de un
movimiento
Decimos que un cuerpo está en movimiento
cuando, al trascurrir el tiempo, ocupa lugares
distintos.
Por lo tanto movimiento:
Es el cambio de posición que experimenta un
cuerpo
La posición se da siempre en relación con un sistema de
referencias.
Existen dos clases de sistemas de referencias:
Sistema de referencias absoluto : Es el que considera un
punto fijo como referencia.
Sistema de referencia relativo: es el que considera un
punto móvil como referencia.
Movimiento
Alguna vez hemos abordado un autobús en el punto habitual enel cual se detiene. En el momento de su aproximación,sabemos que se mueve hacia nosotros, pero cuando loabordamos, el vehículo no se nos aleja ni se nos acerca. Nosalejamos en el lugar donde nos hallábamos.
Esta observación nos lleva a asegurar que las característicasdel movimiento dependen siempre del sistema de referencia
El vehículo se mueve, respecto del lugar en el cual sedetiene, de una manera determinada
No cambia de posición respecto de nuestra ubicación dentrodel mismo vehículo.
Ejemplo
Trayectoria, distancia y
desplazamiento.
Existen en la naturaleza dos tipos de movimientos absoluto y
relativo considerando su sistema de referencia. Estos
movimientos pueden ser, considerando su trayectoria:
rectilíneo, circular y parabólicos.
Trayectoria: el la línea que describe un cuerpo en su
movimiento.
Distancia: es el espacio recorrido por un cuerpo y es una
cantidad escalar, es igual a la suma de todos los segmentos
que conforman la trayectoria del cuerpo.
Desplazamiento: es el espacio recorrido por un cuerpo en
determinada dirección y es una cantidad vectorial. Es igual a
la distancia recta entre dos puntos indicando la dirección.
Movimiento rectilíneo
uniforme
La velocidad y la rapidez se emplean con frecuencia comosinónimos pero no lo son. La diferencia esta en que la rapidez esuna cantidad escalar que indica únicamente la magnitud de lavelocidad.
La velocidad es una magnitud vectorial ya que para quedar biendefinida requiere que señale su magnitud, dirección y sentido.
Rapidez: es la distancia recorrida por un cuerpo con respecto altiempo que tarda en efectuarlo.
Velocidad: es el desplazamiento que realiza un cuerpo, conrespecto al tiempo que tarda en efectuarlo.
Se determina con la siguiente formula:
V= s/t
Donde:
V= Velocidad
S= desplazamiento
T= tiempo transcurrido
Movimiento Rectilíneo Uniforme
Movimiento rectilíneo uniforme
Es cuando un cuerpo se desplaza en línea recta recorriendo
distancias iguales en tiempos iguales.
En el movimiento rectilíneo el vector desplazamiento coincide
numéricamente con la distancia, por este motivo se acostumbra
a utilizar indistintamente los términos desplazamiento y
distancia. De la misma forma rapidez y velocidad. En el
movimiento rectilíneo uniforme el cuerpo se desplaza con una
velocidad constante.
Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)
Si al moverse un cuerpo no varia su velocidad y su
trayectoria es una línea recta, su movimiento rectilíneo
uniforme. El móvil recorre distancias iguales en intervalos
de tiempos iguales.
Ejemplo:
Movimiento rectilíneo uniforme
Frecuentemente se utilizan gráficas del MRU para
analizar las relaciones entre velocidad, desplazamiento
y tiempo.
Movimiento rectilíneo uniforme
La mayoría de los movimientos que realizan los cuerpos no
son uniformes, es decir sus desplazamientos generalmente
no son proporcionales al cambio del tiempo, entonces se dice
que el movimiento no es uniforme. En este movimiento se
determina la velocidad media o promedio del cuerpo.
Velocidad media: es el cambio de desplazamiento en el tiempo
transcurrido.
La formula matemática de velocidad media es la misma que la
rapidez media.
V= s/t
Donde:
V= Velocidad
S= desplazamiento
T= tiempo transcurrido
Velocidad media
Aplicación
Cuando un móvil experimenta dos velocidades
distintas o mas durante su movimiento se puede
obtener velocidades promedio, si sumamos las
velocidades y dividimos entre el numero de
velocidades sumadas.
Velocidad media
Movimiento Rectilíneo Uniforme1. Determina la velocidad en m/s de un móvil cuyo
desplazamiento es de 20 km. Al Este, en un tiempo de 4
minutos.
Datos: Formula: Desarrollo:
S = 20 Km. V= s/t V= 20000 m
T = 4 min. 240 s
V = ? V= 83.33 m/s
Conversiones
(20 km) 1000 m = 20000 m
1 Km
(40 min) 60 s = 240 s
1 min
Ejemplos
Una persona viajan en motoneta a una velocidad de 85
km/h ¿Cuál es el tiempo que requiere para recorrer una
distancia de 60 m?
Datos: Formula: Desarrollo:
V= 23.61 m/s T= S/V T = 60 m
S= 60 m 23.61 m/s
T= ? T = 2.54 s
Ejemplos
Velocidad media
Determina la velocidad promedio de un automóvil que durante su
recorrido hacia el sur, tuvo las siguientes velocidades:
VI=17.5m/s, V2=20m/s, V3 =15m/s, V4=21.5m/s
Datos: Formula: Desarrollo:
VI=17.5m/s v=V1+V2+V3+V4 17.5m/s+20m/s+15m/s+21.5m/s
V2=20m/s 4 4
V3 =15m/s
V4=21.5m/s V=18.5m/s
Ejemplos