Conceptos Fundamentales de Cinemática y Dinámica: Principios y Leyes

Conceptos Básicos de Cinemática

• Posición: Magnitud física que señala el lugar que ocupa un cuerpo con respecto al origen del sistema de referencia. Es un vector que tiene origen en el origen de coordenadas y extremo en el punto donde está el móvil.
• Desplazamiento: Vector que une el punto de partida con el punto final.
• Trayectoria: Curva que va describiendo el cuerpo en su movimiento.

Tipos de Movimiento

• MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme): La aceleración (a) es 0, ya que la velocidad (v) es constante y no hay cambio de velocidad.
• MRUA (Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado) - Caída libre: Es un MRUA donde la velocidad inicial (vo) es 0 y la aceleración es la aceleración de la gravedad.
• Tiro vertical: Es un MRUA donde la velocidad inicial es distinta a cero y la aceleración es la aceleración de la gravedad en negativo.

Propiedades de la Materia

• Masa: Cantidad de materia que posee un cuerpo.
• Densidad: Relación entre masa y volumen de un cuerpo; es una característica propia de cada material.
• Peso: Fuerza con la que cada planeta atrae a un cuerpo. Es un vector que apunta hacia el centro del planeta y depende de la masa y de la aceleración de la gravedad.

Dinámica y Fuerzas

La Dinámica estudia la causa del movimiento de los cuerpos y la aplicación de una fuerza.

Fuerza y Vectores

La fuerza es una magnitud física vectorial que consiste en la interacción o acción mutua entre dos objetos. La aplicación de una fuerza sobre un cuerpo puede provocar, según su magnitud y el lugar donde se aplique, tres efectos: traslación, rotación y deformación.

Un vector se define por: dirección, sentido, módulo y punto de aplicación.

• Según su dirección: Paralelas, colineales, no paralelas.
• Según su punto de aplicación: Concurrentes, no concurrentes.

Leyes de Newton

• Principio de inercia: Todo sistema físico tiende a permanecer en reposo o a moverse con MRU. La resistencia que opone un sistema físico a cambiar su estado de movimiento (acelerar o frenar) se llama inercia.
• Segunda ley de Newton: La aceleración que adquiere un cuerpo bajo la acción de una fuerza resultante es directamente proporcional a dicha fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.
• Principio de acción y reacción: Todo cuerpo que ejerce una fuerza (acción) sobre otro, recibe de este otra fuerza (reacción) de igual valor y sentido opuesto.

Trabajo y Potencia

• Trabajo: Para que haya trabajo es necesaria la existencia de una fuerza sobre un objeto y un desplazamiento de este. (Unidades: N·m = Joule; Kgf·m = kilogrametro).
• Potencia: Es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. Esto es equivalente a la velocidad de cambio de energía en un sistema o al tiempo empleado en realizar un trabajo. (Unidades: J/s = Watt; Kgf/s).