Cinemática
Cinemática: Estudia las leyes del movimiento (cambios de posición) de los
cuerpos, sin tomar en cuenta las causas que lo producen, limitándose
esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo.
Posición: En física, la posición de una partícula indica su localización en el
espacio o en el espacio-tiempo. Se puede representa mediante sistemas de
coordenadas.
Desplazamiento: Es el cambio de posición de una partícula en algún intervalo de
tiempo.
Tiempo: El tiempo es la magnitud física con la que medimos la duración
acontecimientos, de los sistemas sujetos a observación. El tiempo permite ordenar
los sucesos en secuencias establecidas
.
Velocidad: La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa
el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo.
Movimiento rectilíneo uniforme
El movimiento rectilíneo uniforme (MRU) fue definido, por primera vez, por Galileo en los siguientes términos: "Por movimiento igual o uniforme entiendo aquél en el que los espacios recorridos por un móvil en tiempos iguales, tómense como se tomen, resultan iguales entre sí", o, dicho de otro modo, es un movimiento de velocidad v constante.
El MRU se caracteriza por:
a) Movimiento que se realiza en una sola dirección en el eje horizontal.
b) Velocidad constante; implica magnitud, sentido y dirección inalterables.
c) La magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no
presenta aceleración (aceleración = 0)
Concepto de rapidez y de velocidad
Muy fáciles de confundir, son usados a menudo como equivalentes para referirse a uno u otro.
Pero la rapidez (r) representa un valor numérico, una magnitud; por ejemplo, 30 km/h. En cambio la velocidad representa un vector que incluye un valor numérico (30 Km/h) y que además posee un sentido y una dirección. Cuando hablemos de rapidez habrá dos elementos muy importantes que considerar: la distancia (d) y el tiempo (t), íntimamente relacionados.
Así: Si dos móviles demoran el mismo tiempo en recorrer distancias distintas, tiene mayor rapidez aquel que recorre la mayor de ellas. Si dos móviles recorren la misma distancia en tiempos distintos, tiene mayor rapidez aquel que lo hace en menor tiempo.
Usamos V para representar la rapidez, la cual es igual al cociente entre la distancia
(d) recorrida y el tiempo (t) empleado para hacerlo.
De lo anterior, la distancia estará dada por la ecuación: d
Según esta, la distancia recorrida por un móvil se obtiene de multiplicar su rapidez
por el tiempo empleado.
A su vez, si se quiere calcular el tiempo empleado en recorrer cierta distancia
usamos. El tiempo está dado por el cociente entre la distancia recorrida y la rapidez con
que se hace.
Ejercicios resueltos
Analicemos los datos que nos dan:
Apliquemos la fórmula conocida
y reemplacemos con los datos conocidos:
¿Qué hicimos? Para calcular la distancia (d), valor desconocido, multiplicamos la rapidez (v) por el tiempo (t), simplificamos la unidad segundos y nos queda el resultado final en metros recorridos en 12 segundos: 360 metros
Resolver los siguientes ejercicios.
Problema n° 1
Pasar de unidades las siguientes velocidades:
a) De 36 km/h a m/s.
b) De 10 m/s a km/h.
c) De 30 km/min a cm/s.
d) De 50 m/min a km/h.
Problema n° 2
Un móvil recorre 98 km en 2 h, calcular:
a) Su velocidad.
b) ¿Cuántos kilómetros recorrerá en 3 h con la misma velocidad?
Problema n° 3
Se produce un disparo a 2,04 km de donde se encuentra un policía, ¿cuánto tarda el policía en oírlo si la velocidad del sonido en el aire es de 330 m/s?
Problema n° 5
¿Cuánto tarda en llegar la luz del sol a la Tierra? si la velocidad de la luz es de 300.000 km/s y el sol se encuentra a 150.000.000 km de distancia.
