La Cinemática

La Cinemática

La cinemática es una rama de la física clásica que estudia el movimiento de los cuerpos, en esencia la trayectoria del movimiento de los objetos y el tiempo en el que recorren esta trayectoria, se debe considerar que la cinemática no estudia el motivo del movimiento (las fuerzas que impulsan los objetos).

Conceptos Básicos de la Cinemática

Antes de iniciar el estudio de la cinemática se deben conocer algunos conceptos básicos, el primero de estos conceptos es el de “espacio”, el espacio es el lugar donde ocurren todos los hechos o fenómenos que serán estudiados. El segundo concepto es el de “tiempo”, que determina el momento en el cual están ocurriendo los hechos y por último el móvil o móviles, que corresponden al objeto u objetos cuyo movimiento será estudiado.

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Además, el movimiento de un objeto o móvil tiene ciertas características que veremos a continuación.
La velocidad es una magnitud física vectorial que nos indica el desplazamiento de un objeto (distancia recorrida) en un tiempo determinado, comúnmente se representa por la letra V. La velocidad es importante porque nos permite conocer cuanta distancia podría recorrer un objeto en determinado tiempo o cuánto tiempo nos tomaría llegar de un punto A al punto B a una determinada velocidad.

Sin embargo, la velocidad del móvil puede no siempre ser constante, a los cambios de velocidad se les denomina aceleración, la cual se expresa como una magnitud física que indica el cambio o diferencia de velocidad por unidad de tiempo, por ejemplo si un automóvil pasa de 0 a 100 km/h en 10 segundos, la aceleración seria de 100 km/h por 10 segundos o de 10 km/h por segundo.

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En el gráfico, la variable Vi corresponde a la velocidad inicial del automóvil , la variable Ti corresponde al tiempo inicial, la variable Vf corresponde a la velocidad final del auto, la variable Tf corresponde al tiempo final y la variable a corresponde a la aceleración.

 

El estudio del movimiento siempre se realiza utilizando un sistema de coordenadas , por ejemplo, si estudiáramos el movimiento de un cohete alrededor de la Tierra, probablemente utilizaremos las coordenadas de posicionamiento terrestre, sin embargo, para problemas más sencillos normalmente se utilizan coordenadas cartesianas con el número de dimensiones que se requieran para el problema en particular, por ejemplo, si tuviéramos un móvil que se mueve únicamente en línea recta, podríamos utilizar un sistema de coordenadas cartesianas de una dimensión, pero si estudiáramos el movimiento de un helicóptero de juguete en una habitación cerrada necesitaríamos utilizar un sistema de coordenadas cartesianas tridimensional.

Tipos de Movimiento

La cinemática clasifica el movimiento en distintos tipos, según sus características. Los cuales veremos a continuación.

  • Cuando la velocidad es constante (por ejemplo un automóvil que siempre se mueve a 100 km/h ), la aceleración es nula, y a este movimiento se le denomina “Movimiento Rectilíneo Uniforme”, comúnmente abreviado como MRU.
  • Cuando la velocidad es variable, pero la aceleración es constante y en la misma dirección que la velocidad (por ejemplo un automóvil que parte del reposo y acelera a 10km/h por segundo en una autopista recta), entonces se le denomina “Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado” , comúnmente abreviado como MRUA, también es conocido como “Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variable” o MRUV.
  • Cuando la velocidad es variable, y la aceleración es constante pero perpendicular a la velocidad, entonces la trayectoria que describe el móvil es circular, y este movimiento es conocido como “Movimiento Circular Uniforme” o MCU.

Estos son los tipos de movimientos más básicos y los más comúnmente estudiados, sin embargo existen otros más complejos además de estos, como el movimiento parabólico, el movimiento armónico o pendular y el efecto de coriolis.

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