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CINEMÁTICA Es la rama de la física encargada de estudiar el movimiento. Eso implica la necesidad de un móvil y de un sistema de referencia para conocer su posición. El móvil será puntual o sea sin masa y el sistema de referencia un par de coordenadas cartesianas. Movimiento Tal como se entiende en el lenguaje corriente, un cuerpo está en movimiento cuando en su totalidad cambia la posición a medida que transcurre el tiempo. Trayectoria y desplazamiento Cada mañana, para llegar a la escuela te desplazas desde una posición inicial (tu casa) a una posición final (la escuela). Ya sea que vayas caminando, en bicicleta, moto o auto, cambias de posición. La distancia en línea recta desde tu casa a la escuela es el desplazamiento. Entonces, el desplazamiento es la distancia en línea recta entre dos puntos Sin embargo es muy probable que no te muevas en línea recta sino que dobles en esquinas, atravieses calles, bordees plazas, etc. El camino que seguís para llegar a tu escuela es la trayectoria. Entre dos posiciones hay un solo desplazamiento pero muchas trayectorias posibles. A nivel gráfico, la trayectoria es la figura formada por los distintos puntos que va ocupando un móvil (cuerpo en movimiento) a medida que transcurre el tiempo. A esos puntos se les llama posición. Ejemplos:

2 movimiento de traslación de Tierra respecto del Sol, movimiento de rotación de la Tierra respecto de su eje.

Velocidad Para describir un movimiento no basta medir el desplazamiento de un cuerpo, ni trazar su trayectoria; debemos decir cuál fue su velocidad; la velocidad es una magnitud vectorial que nos dice con qué rapidez se movió el objeto y hacia donde lo hizo. Es decir cuánto tiempo tardó el objeto en realizar un cierto desplazamiento y en qué dirección se desplazó. Los términos velocidad y rapidez se usan indistintamente, pero en física no significan lo mismo. La rapidez es la distancia que recorrió un cuerpo durante cierto tiempo (algo así como la velocidad puntual); la velocidad nos dice además hacia dónde se movió es decir tiene sentido por ser una magnitud vectorial. La rapidez (velocidad promedio) de un cuerpo se calcula dividiendo la distancia entre dos puntos recorrida por el cuerpo por el tiempo que tarda en recorrerla. Entonces la rapidez media está dada por la fórmula matemática:

3 v=d/t Y se puede usar cualquier combinación de unidades de distancia y tiempo para expresar una rapidez: millas por hora (mi/h); kilómetros por hora (km/h); centímetro por día; metros por segundo (m/s), etc. Entonces, la diferencia es que la velocidad es una rapidez en una dirección y sentido determinados. Cuando decimos que un auto viaja a 60 km/h estamos indicando su rapidez. Pero si decimos que un auto se desplaza a 60 km/h hacia el norte estamos especificando su velocidad. Responde indicando si los siguientes ítems son rapidez o velocidad a. El auto viajaba a 75 km/h. b. El cohete alcanzó 500 m/s en su viaje al espacio. c. El caracol se mueve a 3 m/h. d. El viaje hasta la escuela lo hice en auto a 40 km/h. e. Un tren recorre a 90 km/h la distancia entre Santa Rosa y Villa Mercedes. Movimientos rectilíneos Este es un caso muy especial de movimiento; es el que lleva a cabo el cuerpo que se desplaza sobre una línea recta. No es el caso más común, ni el que la naturaleza ofrece habitualmente a la consideración de nuestros sentidos, pero la sencillez de su estudio y la circunstancia de que, en múltiples ocasiones movimientos más complejos pueden analizarse ventajosamente como resultante de movimientos rectilíneos.

Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.) Es aquél en el cual el móvil describe un desplazamiento y recorre espacios iguales en tiempos iguales. Es decir, la rapidez es constante v=∆d/∆t

o bien

v=(d2-d1)/(t2-t1)

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Representación gráfica de M.R.U

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V) Se define como movimiento variado es el que posee el móvil cuya velocidad es distinta en cada unidad de tiempo. Esta variación de la rapidez con respecto al

5 tiempo nos permite definir una nueva magnitud, que estudiaremos a continuación: aceleración. Es el cociente o razón entre la variación de rapidez y el intervalo de tiempo transcurrido. a= Δv/Δt=(vf-vi)/(tf-ti) Donde a es la aceleración, ∆v es la variación de rapidez y ∆t es el intervalo de tiempo. La variación de rapidez ∆v es siempre la diferencia entre la segunda y primera rapidez considerada. Así si la segunda rapidez es mayor que la primera la diferencia es positiva y el movimiento es movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (M.R.U.A). Si la segunda rapidez es menor que la primera, la diferencia es negativa (aceleración negativa o desaceleración) y el movimiento es movimiento rectilíneo uniformemente retardado (M.R.U.R). Se puede usar cualquier combinación de unidades de distancia y tiempo para expresar una aceleración: millas por hora al cuadrado (mi/hs 2); kilómetros por hora al cuadrado (km/hs2); metros por segundo al cuadrado (m/s2), etc. Cálculo de la velocidad en el M.R.U.V. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado Rapidez Final

Distancia recorrida Inicial

Con rapidez inicial

Con el cuerpo

distinta de cero

partiendo del reposo

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Movimiento Rectilíneo Uniformemente Retardado Rapidez Final

Distancia recorrida Inicial

Con rapidez inicial distinta de cero

No es posible que el móvil parta del reposo para desacelerar

Leyes de M.R.U.V. 1. En un movimiento uniformemente acelerado, la aceleración es constante. 2. De la fórmula v=a.t, siendo a constante, resulta que la velocidad en un movimiento uniformemente acelerado es directamente proporcional al tiempo (recuerda función de proporcionalidad directa). 3. De la expresión de distancia d=1/2 a t2, siendo a constante, resulta que el espacio

recorrido

con

movimiento

uniformemente

acelerado

es

directamente proporcional al cuadrado del tiempo. (recuerda función cuadrática)