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Cinemática
La cinemática (del griego κινεω, kineo, movimiento) es la rama de la física que
estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que
lo originan (las fuerzas) y se limita, esencialmente, al estudio de la trayectoria
en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con el que cambia la
velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales magnitudes que
describen cómo cambia la posición en función del tiempo.
Elementos básicos de la cinemática
1. Los elementos básicos de la cinemática son el espacio, el tiempo y un
móvil.
2. En la mecánica clásica se admite la existencia de un espacio absoluto,
es decir, un espacio anterior a todos los objetos materiales e
independiente de la existencia de estos. Este espacio es el escenario
donde ocurren todos los fenómenos físicos, y se supone que todas las
leyes de la física se cumplen rigurosamente en todas las regiones del
mismo. El espacio físico se representa en la mecánica clásica mediante
un espacio euclidiano.
3. Análogamente, la mecánica clásica admite la existencia de un tiempo
absoluto que transcurre del mismo modo en todas las regiones del
Universo y que es independiente de la existencia de los objetos
materiales y de la ocurrencia de los fenómenos físicos.
4. El móvil más simple que se puede considerar es el punto material o
partícula; cuando en la cinemática se estudia este caso particular de
móvil, se denomina cinemática de la partícula, y cuando el móvil bajo
estudio es un cuerpo rígido se lo puede considerar un sistema de
partículas y hacer extensivos análogos conceptos; en este caso se le
denomina cinemática del sólido rígido o del cuerpo rígido.
dinamica
La dinámica es la parte de la física (específicamente de la mecánica
clásica) que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en
relación con las causas que provocan los cambios de estado físico y/o
estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los
factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico,
cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de
evolución para dicho sistema de operación.
El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos
(clásicos, relativistas o cuánticos), pero también en la termodinámica y
electrodinámica. En este artículo se describen los aspectos principales
de la dinámica en sistemas mecánicos, y se reserva para otros artículos
el estudio de la dinámica en sistemas no mecánicos.
En otros ámbitos científicos, como la economía o la biología, también es
común hablar de dinámica en un sentido similar al de la física, para
referirse a las características de la evolución a lo largo del tiempo del
estado de un determinado sistema.
Trabajo
En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo
equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo.1 El trabajo es una
magnitud física escalar que se representa con la letra
(del inglés Work) y se
expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema
Internacional de Unidades.
Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía,2 nunca se refiere a él
como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW.
Matemáticamente se expresa como:
Donde es el módulo de la fuerza, es el desplazamiento y es el ángulo
que forman entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento (véase dibujo).
Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo
sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no
hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.
Energía
El término energía (del griego ἐνέργεια/energeia, actividad, operación;
ἐνεργóς/energos = fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas
acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para
obrar, transformar o poner en movimiento.
En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En
tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a
su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o
económico.
Potencia
En física, potencia (símbolo P)nota 1 es la cantidad de trabajo efectuado por
unidad de tiempo.
Si W es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de tiempo de
duración Δt, la potencia media durante ese intervalo está dada por la relación:
La potencia instantánea es el valor límite de la potencia media cuando el
intervalo de tiempo Δt se aproxima a cero:
Donde
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
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

P es la potencia,
W es el trabajo,
t es el tiempo.
r es el vector de posición.
F es la fuerza.
v es la velocidad.