Cinemática

Cinemática
Física/Cinemática
La cinemática es una rama de la física dedicada al estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio,
sin atender a las causas que lo producen (lo que llamamos fuerzas). Por tanto la cinemática sólo estudia
el movimiento en sí, a diferencia de la dinámica que estudia las interacciones que lo producen.
El Análisis Vectorial es la herramienta matemática más adecuada para ellos.
En cinemática distinguimos las siguientes partes:

Cinemática de la partícula

Cinemática del sólido rígido
Sistema de referencia
Dos vehículos moviéndose a velocidades constantes diferentes, respecto a un observador inercial inmóvil
respecto a la carretera, constituyen dos sistemas de referencia inerciales adicionales
Un sistema de referencia o marco de referencia es un conjunto de convenciones usadas por
un observador para poder medir la posición y otras magnitudes físicas de un sistema físico.
Las trayectorias medidas y el valor numérico de muchas magnitudes son relativas al sistema de
referencia que se considere, por esa razón, se dice que el movimiento es relativo. Sin embargo, aunque
los valores numéricos de las magnitudes pueden diferir de un sistema a otro, siempre están
relacionados por relaciones matemáticas tales que permiten a un observador predecir los valores
obtenidos por otro observador.
Posición
Para otros usos de este término, véase Posición (desambiguación).
Posición de un punto P en un sistema de coordenadas cartesiano.
En física, la posición de una partícula indica su localización en el espacio o en el espacio-tiempo. Se
representa mediante sistemas de coordenadas.
En mecánica clásica, la posición de una partícula en el espacio se representa como unamagnitud
vectorial respecto a un sistema de coordenadas de referencia. En relatividad general, la posición no es
representable mediante un vector euclidiano, ya que en el espacio-tiempo es curvo en esa teoría, por lo
que la posición necesariamente debe representarse mediante un conjunto de coordenadas curvilíneas
arbitrarias, que en general no pueden ser interpretadas como las componentes de un vector
físico genuino. En mecánica cuántica, la representación de la posición de una partícula es aún más
compleja, debido a los efectos de no localidad relacionados con el problema de la medida de la
mecánica cuántica.
Trayectoria
Para otros usos de este término, véase Trayectoria (desambiguación).
En cinemática, trayectoria es el lugar geométrico de las posiciones sucesivas por las que pasa
un cuerpo en su movimiento. La trayectoria depende del sistema de referencia en el que se describa el
movimiento; es decir el punto de vista del observador.
En la mecánica clásica la trayectoria de un cuerpo puntual siempre es una línea continua. Por el
contrario, en la mecánica cuánticahay situaciones en las que no es así. Por ejemplo, la posición de
un electrón en un orbital de un átomo es probabilística, por lo que la trayectoria corresponde más bien a
un volumen.
Espacio recorrido
El espacio recorrido por un móvil en un intervalo de tiempo determinado es la longitud de la trayectoria que ha descrito.
El espacio recorrido es un número, siempre positivo.
Desplazamiento
Desplazamiento puede referirse a:

Desplazamiento, en física Es una medida vectorial que define el cambio de posición de un cuerpo
entre dos instantes bien definidos. Un caso particular de desplazamiento es el debido a la difusión.
Velocidad
Definición de los vectores velocidad media e instantánea.
La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa la distancia recorrida por un
objeto por unidad de tiempo. Se representa por
o
. Sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad en
el Sistema Internacional es elm/s.
En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la dirección del
desplazamiento y el módulo, el cual se denomina celeridad o rapidez.1
De igual forma que la velocidad es el ritmo o tasa de cambio de la posición por unidad de tiempo,
la aceleración es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo.
Rapidez
La rapidez o celeridad promedio es la relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en
completarla. Su magnitud se designa como v. La celeridad es una magnitud escalar con dimensiones de
[L]/[T]. La rapidez se mide en las mismas unidades que la velocidad, pero no tiene el
carácter vectorial de ésta. La celeridad instantánea representa justamente el módulo de la velocidad
instantánea.
Aunque los términos de celeridad o rapidez son apropiados cuando deseamos referirnos
inequívocamente al módulo de la velocidad, es correcto y de uso corriente (no sólo en el uso popular,
sino también en el científico y técnico) utilizar los términos "velocidad", "celeridad" y "rapidez" como
sinónimos. Esto es así para la totalidad de las magnitudes vectoriales (aceleración, fuerza, momento,
cantidad de movimiento, etc.) a cuyos módulos no se les asigna nombres especiales.
Aceleración
En física, la aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el cambio de velocidad por unidad de
tiempo. En el contexto de lamecánica vectorial newtoniana se representa normalmente por
su módulo por
. Sus dimensiones son
o
y
. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s2.
En la mecánica newtoniana, para un cuerpo con masa constante, la aceleración del cuerpo es
proporcional a la fuerza que actúa sobre él mismo (segunda ley de Newton):
Clasificación del movimiento
Según la velocidad:
Movimiento uniforme: La velocidad de movimiento es constante.
Movimiento uniformemente variado: La aceleración es constante (si negativa
retardado, si positiva acelerado) como es el caso de los cuerpos en caída libre
sometidos a la aceleración de la gravedad.
Movimiento rectilíneo uniforme
El Movimiento Rectilíneo Uniforme es una trayectoria recta, su velocidad es constante y suaceleración es
nula.
Un movimiento es rectilíneo cuando el cuerpo describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando
su velocidad es constante en el tiempo, dado que suaceleración es nula. Nos referimos a él mediante el
acrónimo MRU.
El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:

Movimiento que se realiza sobre una línea recta.

Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.

La magnitud de la velocidad recibe el nombre de aceleridad o rapidez.

Aceleración nula.
-El espacio Angular descrito por el radio vector θ.Se mide en grados,
revoluciones o radianes.
Velocidad angular
Velocidad angular es el ángulo descrito por el radio vector en la unidad de
tiempo.
La unidad para medir la velocidad angular es el Radian por segundo (rad/seg),
también se suele expresar en revoluciones por minuto (rpm) o en revoluciones
por segundo (rps)
1-Movimiento Circular Uniforme
Movimiento Circular Uniforme es el desplazamiento de un cuerpo, que tiene
por trayectoria una circunferencia y describe arcos en tiempos iguales (MCU)