Conceptos Fundamentales de Cinemática, Dinámica y Estática: Movimiento y Vectores
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Conceptos Clave de la Física: Cinemática, Dinámica y Estática
Cinemática
La cinemática estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo producen.
Dinámica
La dinámica analiza el movimiento teniendo en cuenta las causas que lo originan, es decir, las fuerzas.
Estática
La estática estudia las fuerzas como responsables del equilibrio en los cuerpos.
El Movimiento y sus Características
Un movimiento se define como el cambio de posición de un objeto a lo largo del tiempo, con respecto a un sistema de referencia.
- Trayectoria: Es el camino o recorrido exacto que sigue un objeto durante su movimiento.
- Espacio recorrido: Es la distancia total que recorre un objeto a lo largo de su trayectoria. Se mide en metros (m).
- Vector posición (r): Indica la localización precisa del móvil respecto al origen del sistema de referencia. Se mide en metros (m) y se representa con una flecha sobre la letra 'r'.
- Vector desplazamiento (Δr): Representa la diferencia entre el vector posición final (rf) y el vector posición inicial (ri). Se mide en metros (m). Matemáticamente: Δr = rf - ri.
Vectores: Representación de Magnitudes Vectoriales
Un vector es un segmento orientado que se utiliza para representar magnitudes vectoriales. Sus componentes son:
- Módulo: Longitud del segmento.
- Dirección: Recta sobre la que se apoya el vector.
- Sentido: Indicado por la punta de la flecha.
- Origen: Punto de inicio del vector.
Magnitudes Escalares y Vectoriales
- Magnitudes escalares: Quedan completamente definidas por un número y sus unidades (ejemplos: masa, longitud, tiempo).
- Magnitudes vectoriales: Además del número y las unidades, requieren dirección, sentido y punto de aplicación para su completa definición (ejemplos: velocidad, aceleración, fuerza, peso).
Velocidad
La velocidad se define como el espacio recorrido en la unidad de tiempo. En el Sistema Internacional (SI), se mide en metros por segundo (m/s), aunque en el Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU), a veces se utiliza el kilómetro por hora (km/h) por conveniencia.
V = S / t
Donde:
- V: Velocidad
- S: Espacio recorrido
- t: Tiempo
Análisis dimensional: [V] = [L / T] = [LT-1]
Velocidad Media
La velocidad media es el cociente entre el espacio total recorrido y el tiempo total empleado.
VM = S2 / t2