jueves, 16 de diciembre de 2010

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA CINEMATICA
El estudio de la cinemática nos posibilita conocer y predecir en que lugar se encontrara un cuerpo, que velocidad tendrá al cabo de cierto tiempo, o bien a que lapso llegara a su destino. Hacer la descripción del movimiento de un cuerpo significa precisar, a cada instante, su posición en el espacio. Para ello se necesitan cintas métricas, los relojes y las cámaras fotográficas con luz estroboscópica.
Para saber mas del tema IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA CINEMÁTICA
consulta: Cinemática Monografías
CONCEPTO DE PARTICULA MATERIAL EN MOVIMIENTO
La descripción del movimiento de cualquier objeto material, resulta útil interpretarlo como una partícula material en movimiento, como si fuera un solo punto en movimiento. Para ello se considera la masa de un cuerpo concentrada en un pinto. Pues solo se pretende facilitar la descripción de sus cambios de posición al suponer que todas sus partes constitutivas están animadas del mismo  movimiento.
Cualquier cuerpo físico puedes ser considerado como una partícula. La trayectoria de una partícula o el camino recorrido al pasar de su posición inicial a su posición final, puede ser recta o curva, resultando así los movimientos rectilíneos o curvilíneos, los cuales pueden ser uniformes o variados dependiendo de que la velocidad permanezca constante o no.
SISTEMAS DE REFERENCIA
En la descripción del movimiento de una partícula es necesario señalar perfectamente cual es su posición; para ello, se usa un sistema de referencia. Existen dos clases de sistemas de referencia: el absoluto y el relativo.
El sistema absoluto es aquel que considera un sistema fijo de referencia, y el sistema relativo es el que considera móvil al sistema de referencia.
La posición de la partícula también puede representarse por el vector r llamado vector de posición, cuyas componentes rectangulares son X, Y. según el cuadrante en que se encuentren las coordenadas, estas tendrán signo positivo o negativo.
En el primer cuadrante X, Y so positivas, M = (2, 2).
En el segundo cuadrante X, es negativa, P = (- 2, 3).
En el tercer cuadrante X; Y son negativas, D = (- 2, - 1).
En el cuarto cuadrante X es positiva, Y negativa; S = (3, - 2).
Para determinar la posición de una partícula, también se utilizan las llamadas coordenadas

La posición de la partícula Q queda determinada por la distancia de esta partícula al origen 0, así como por el ángulo formado por 0Q respecto a 0X, recta del plano que recibe el nombre de eje polar. Por tanto, para la partícula Q las coordenadas polares son r = 4.5 km, 0 = 35°.
DISTANCIA, DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y RAPIDEZ
La distancia recorrida por un móvil es una magnitud escalar, ya que solo interesa saber cual fue la magnitud de la longitud recorrida por el móvil durante su trayectoria seguida, sin importar en que dirección lo hizo.
El desplazamiento de un móvil es una magnitud vectorial, pues corresponde a una distancia medida en una dirección particular entre dos puntos: el de partida y el de llegada.
La velocidad y la rapidez generalmente se usan como sinónimos en forma equivocada, no obstante que la rapidez es una cantidad escalar que únicamente indica la magnitud de la velocidad, y la velocidad es una magnitud vectorial, pues para quedar bien definida requiere que se señale, además de su magnitud, su dirección y su sentido.
La dirección de la velocidad de un cuerpo móvil queda determinada por la dirección o línea de acción en la cual se efectúa su desplazamiento.
La velocidad se define como el desplazamiento realizado por un móvil dividido entre el tiempo que tarda en efectuarlo:
                                             V= d
                                                   T
Donde: v = velocidad del móvil
D = desplazamiento del móvil
T = tiempo en que se realiza el desplazamiento
Las unidades de velocidad son:
En el SI v = m/s
En el CGS v = cm/s

ACELERACION Y MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO (MRUA)

ACELERACION
En nuestra vida cotidiana observamos distintos cuerpos en movimiento. La mayoría de ellos no se mueven a velocidad constante, pues esta varia, ya sea aumentando o disminuyendo su valor. Por ejemplo: un autobús de pasajeros en un día de transito pesado aumenta y disminuye constantemente su velocidad, lo que fuerza a los pasajeros a mantenerse alertas, sujetándose fuertemente para no sufrir una caída, un auto de carreras aumenta su velocidad cuando la pista tiene
un tramo recto; sin embargo, al acercarse a una curva disminuye su velocidad y luego la vuelve a amentar.
Siempre que un cuerpo tiene un cambio en su velocidad, ya sea positivo, cuando la velocidad final es mayor que la velocidad inicial o bien un cambio negativo, cuando la velocidad final es menor a la velocidad inicial, decimos que ha tenido una aceleración. Cuando la aceleración es negativa, es común decir que existe una desaceleración. Así pues, la aceleración será positiva si el cambio en la velocidad también es positivo, y será negativa si el cambio en la velocidad es negativo.
La aceleración es una magnitud vectorial, ya que requiere que se especifique su dirección y sentido para quedar definida. En conclusión: la aceleración representa el cambio en la velocidad de un cuerpo en un tiempo determinado, por tanto:
Aceleración= cambio de velocidad                     = Av
                                 Tiempo en que ocurre el cambio        t
Como Av = vf – v0
a = vf – v0………….. (1)
                      t
donde a 0 valor de la aceleración del móvil en m/s2 o cm/s2
vf = valor de la velocidad final del móvil en m/s o cm/s
v0 = valor de la velocidad inicial del móvil en m/s o cm/s
t = tiempo en que de produce el cambio de velocidad en segundos (s)
cuando el móvil parte del reposo, su velocidad inicial es igual a cero (v0 = 0) y el valor de su aceleración es igual a:
 a = v    …………………….. (2)
           t
para determinar las unidades de aceleración, sustituimos las unidades de velocidad y tiempo, segu7n el sistema de unidades utilizado:
sistema internacional (SI):

      m       m
a=  s    =  s2
         s

sistema cegesimal (CGS):

       cm      cm
a =   s    =   s2
        s
cuando el móvil no parte del reposo, entonces en el intervalo de tiempo en el cual se considera su movimiento, ya lleva una velocidad inicial diferente de cero (v0=0), y su aceleración se determina con la ecuación 1.
Comúnmente, al conocer la aceleración de un móvil y su velocidad inicial se desea calcular la velocidad final al cabo de cierto tiempo. Por tanto, despejando por paso vf de la ecuación 1 tenemos:
At = vf – v0
                                                          ... vf = v0 + at
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ACELERADO (MRUA)
Se tiene un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado cuando la velocidad experimenta cambios iguales en cada unidad de tiempo. En este movimiento el valor de la aceleración permanece constante al transcurrir el tiempo. Por ejemplo, si un automóvil al viajar en línea recta lleva una velocidad de 2m/s al primer segundo, una velocidad de 4 m/s al segundo segundo y una velocidad de 6 m/s al tercer segundo, decimos que su velocidad cambia 2 m/s cada segundo. De donde su aceleración es constante en los tres segundos y cuyo valor es 2 m/s2.
ACELERACION MEDIA
De la misma manera como sucede con las velocidades de un móvil que no son constantes, sino que varían durante su movimiento, la aceleración también puede estar variando, toda vez que no siempre es constante. Por tanto, cuando un móvil varia su velocidad es conveniente determinar el valor de su aceleración media, conociendo el valor de su cambio de velocidad y el tiempo en realizar dicho cambio:


am= vfv0 = Av
      tf  -   t0       AT

ACELERACION INSTANTANEA
Cuando en el movimiento acelerado de un cuerpo los intervalos de tiempos considerados son cada vez mas pequeños, la aceleración media se aproxima a una aceleración instantánea.
Cuando el intervalo de tiempo es tan pequeño que tiende a cero, la aceleración del móvil será instantánea y su valor se determina con la expresión:
 ainst = lim     Av
               At    0 At
si la aceleración media de un móvil no permanece constante y se desea conocer la aceleración del móvil en un momento dado, se debe calcular la aceleración instantánea.
GRAFICAS DE DESPLAZAMIENTO-TIEMPO, DESPLAZAMIENTO-TIEMPO AL CUADRADO, VELOCIDAD-TIEMPO Y ACELERACION-TIEMPO, PARA EL MRUA
De acuerdo con lo estudiado en la parte correspondiente al movimiento rectilíneo uniforme, se incluye lo siguiente: siempre que tengamos una grafica desplazamiento-tiempo, la pendiente de la curva representara el valor de la velocidad, y en una grafica velocidad-tiempo, el área bajo la curva representara el valor de desplazamiento del móvil.
Al estudiar ahora las graficas para un MRUA encontraremos que una grafica desplazamiento-tiempo, la pendiente de la curva representa el valor de la aceleración y, finalmente, en una grafica aceleración-tiempo, el área bajo la curva representa el valor de la velocidad del móvil.

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/teoria/A_Franco/cinematica/cinematica.htm


MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME (MRU)

Cuando un móvil sigue una trayectoria recta en la cual realiza desplazamientos iguales en tiempos iguales se dice que efectúa un movimiento rectilíneo uniforme.

Formula de la velocidad: v = Ad = d2 – d1
                                              At     t2 – t1

Siempre que se trate del movimiento de un móvil en línea recta, recorriendo desplazamientos iguales en tiempos iguales la relación: Ad será un valor constante.                                                                          At

Donde: Ad = k = constante
                  At

VELOCIDAD MEDIA

La mayoría de los movimientos que realizan los cuerpos no son uniformes, sus desplazamientos generalmente no son proporcionales al campo de tiempo; debido a ello es necesario considerar el concepto de velocidad media.
Una velocidad media representa la relación entre el desplazamiento total hecho por un móvil y el tiempo en efectuarlo.
Cuando un móvil experimenta dos o mas velocidades distintas durante su movimiento se puedes obtener una velocidad media o promedio.

VELOCIDAD INSTANTANEA

La velocidad media se aproxima a una velocidad instantánea, cuando en el movimiento de un cuerpo los intervalos de tiempo considerados son cada vez mas pequeños. Si el intervalo de tiempo es tan pequeño que casi tiende a cero, la velocidad del cuerpo será instantánea, la velocidad instantánea en un punto es el limite de la velocidad media alrededor del punto cuando el intervalo de tiempo (At) es tan pequeño que tiende a cero (At     0) y se representa de la siguiente manera:

                Vinst = lim    Ad
                         At    0 At

Cuando la velocidad de un móvil permanece constante, la velocidad media y la velocidad instantánea son iguales.



INTERPRETACION DE GRAFICAS DE DESPLAZAMIENTO-TIEMPO Y VELOCIDAD-TIEMPO

A)   El desplazamiento puede ser positivo o negativo: si d2 es menor que d1 el desplazamiento es negativo.


Ad = d2 – d1 = - 1m – (- 4m) Ad = d2 – d1 = 4m – 1m
Ad = 3m                                Ad = 3m


d1                           d2                                   d1                          d2



-4          -3     -2      -1        0           1              2               3              4

Ejemplo de desplazamientos negativos

Ad = d2 – d1 = - 4m – (-1m) Ad = d2 – d1 = 1m – 4m
Ad = - 3m                             Ad = - 3m

d2                  d1               d2                d1



-4       -3         -2          -1       0       1        2          3           4

b) el desplazamiento de un móvil no representa su distancia recorrida, sino su desplazamiento desde el punto de origen al punto final. Por ejemplo, si decimos que un móvil tiene un desplazamiento igual a cero en un intervalo de 20 segundos puede significar que no se ha movido o que se movio de un punto inicial y regreso l mismo, con lo cual, aunque recorrió una distancia, su desplazamiento fue creo.
http://www.alipso.com/monografias/2451_cinematica/


c) la velocidad será positiva o negativa de acuerdo con el signo que tenga el desplazamiento.

1 comentario:

  1. hola !! me fue muy útil esta información !! solo quiero saber la fuente de donde son los conceptos saludos gracias

    ResponderEliminar