CINEMÁTICA

La cinemática estudia el movimiento sin importar la causa que los produce.

MOVIMIENTO: Cambio en la posición de un cuerpo a medida que pasa el tiempo con respecto a un sistema de referencia. Por lo tanto para saber si algo se mueve es necesario fijar primero un sistema de referencia.

Dependiendo del sistema escogido el cuerpo puede moverse o no, por lo tanto el movimiento es relativo.

 Posición: Espacio que ocupa el móvil en ese instante de tiempo con respecto al sistema de referencia.

Para ver como cambia el movimiento dependiendo del sistema de referencia entra en el siguiente enlace:

Animación sistema de referencia y movimiento

 Trayectoria: es el camino que sigue un móvil, corresponde a la linea formada al unir todas las posiciones que va ocupando a lo largo del tiempo. Es la distancia recorrida.

Desplazamiento: distancia en linea recta desde el punto inicial al punto final. Puedes recorrer grandes distancias sobre la trayectoria y que tu desplazamiento sea cero.

 Educaplus: Distancia y desplazamiento

Dependiendo de las trayectorias los movimientos pueden ser;
rectilineos: trayectoria recta

curvilineos: Trayectoria curva: pueden ser circulares (la trayectoria es una circunferencia), elípticos como el movimiento de la tierra alrededor del sol (la trayectoria es una elipse), parabolicos como el movimento de un balon al darle una patada oblicuamente (la trayectoria es una parabola)...

 VELOCIDAD:

La rapidez con la que se desplaza un móvil  es la relacion entre el espacio que recorre y el tiempo que tarda en hacerlo ( su unidad es el m/s). Pero esto no es la velocidad.

Ademas de la rapidez es necesario conocer la dirección en la que se desplaza y el sentido en el que lo hace. Dos móviles pueden llevar la misma rapidez pero dirigirse a sitios diferentes.
La velocidad es una magnitud vectorial. Hay que conocer no solo el valor numerico sino su direccion y sentido. La rapidez es únicamente su valor numérico

 

 Podemos distinguir dos velocidades:

velocidad media:  cociente entre el desplazamiento efectuado y el tiempo invertido. Si el movimiento es rectilineo las posiciones se definen sobre el eje x, y el desplazamiento como Δx.

La unidad en el S.I. es el m/s.

velocidad instantánea: es la velocidad que lleva un móvil en un instante determinado. 

El vector velocidad se dibuja sobre el móvil con un tamaño proporcional a su módulo, dirección la recta tangente a la trayectoria y sentido el del movimiento.

Si el movimiento es rectilíneo no es necesario trabajar con notación vectorial. La dirección de la velocidad es siempre la misma (la recta por la que se mueve el móvil) y sólo puede cambiar el sentido. Llega entonces con indicar como positivo (+ v) si va hacia la derecha o negativo (-v) se va hacia la izquierda.

Una explicación sencilla para distinguir bien trayectoria y desplazamiento, y los distintos tipos de movimientos. Realizar la parte de movimientos.

Libros Vivos: El movimiento y las fuerzas

 ACELERACIÓN

 

Mide los cambios producidos en la velocidad, ya que no todos los movimientos tienen lugar a velocidad constante. Mide la variacion de la velocidad en un tiempo determinado.  Es una magnitud vertorial.

Al igual que la velocidad podemos distinguir: 

aceleracion media: Cociente entre la variación de la velocidad y el tiempo en el que la varió. Si suponemos el movimiento rectilineo lleva la dirección del movimiento.

Puede ser positiva, cuando la velocidad aumenta, o negativa, cuando disminuye y este caso decimos que esta frenando

aceleración instantánea: es la aceleración que lleva un móvil en un instante determinado.

MOVIMIENTO RECTILINEO  UNIFORME

trayectoria: linea recta
velocidad: constante, tanto su valor numérico como su dirección y sentido. Coincide la velocidad instantánea con la velocidad media, al ser cte.
aceleracion: como la velocidad es constante no tiene. a=0

Ecuación del movimiento: Nos informa de la posición que ocupa el móvil en cada instante de tiempo.

Si el tiempo inicial es cero:

 

Gráficas para el movimiento: 

MOVIMIENTO RECTILINEO  UNIFORMEMENTE ACELERADO

trayectoria: linea recta
velocidad: varía con el tiempo.
aceleracion: constante y distinta de cero

Como la velocidad y la posición varían con el tiempo es necesario utilizar  ecuaciones para calcularlas

Para conocer la velocidad para un determinado valor de t:

 

Para conocer la posición para un determinado valor de t: 

 Graficas para conocer la aceleración, velocidad y posición para este movimiento:

CAIDA LIBRE

 Es un caso particular del movimiento rectilineo uniforme, con aceleracion conocida, g= - 9,8 m/s²

En el siguiente video se puede comprobar como la caida libre no depende de la masa de los cuerpos.

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

Para estudiar el movimiento circular es necesario cambiar de coordenadas. No debemos utilizar las coordenadas cartesianas (X, Y) ya que ambas cambian con el tiempo. En su lugar utilizamos el radio de giro (R) constante al ser el movimiento circular y el ángulo girado, en radianes, que cambia con el tiempo.

Unidad de medida de ángulos en el SI: el radián. Se define como el ángulo central cuyo radio mide lo mismo que el radio.


Entra en los siguentes enlaces para estudiar los radianes:
librosvivos SM : Radianes
librosvivos SM: Actividades radianes - grados

Velocidad angular (ω) : ángulo girado por unidad de tiempo. Se mide en rad/s.

 Velocidad lineal (v) : arco de circunferencia recorrido por unidad de tiempo. Se mide en m/s. en el siguiente video puedes ver la relacion entre ambas magnitudes.

Para estudiar este movimiento entra en el siguiente enlace:

IES AGUILAR Y CANO: MCU

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Video resumen de la cinemática:

Enlace para repasar todo el tema con videos y actividades:

CINEMATICA 3D