Explorando Vectores, Cinemática y Movimientos: Conceptos Clave
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Vectores
-Magnitudes escalares o numéricas: Son aquellas que quedan definidas por completo con un valor numérico.
-Magnitudes Vectoriales: Son aquellas que quedan definidas por tres atributos: -Módulo (valor numérico). -Dirección (recta sobre la que actúa). -Sentido (toda dirección tiene dos posibles sentidos).
La resultante de la suma de dos vectores es la diagonal del paralelogramo que forman a y b, cuyo origen coincide con el origen de ambos vectores.
-Producto escalar o vectorial: Dos magnitudes vectoriales distintas que se combinan en forma de producto para dar un número o un vector en otras.
Cualquier vector puede expresarse como la suma o composición de otros dos.
Cinemática
Las coordenadas x e y se denominan coordenadas cartesianas del punto o posición ocupada por el cuerpo.
Las coordenadas r y θ se denominan coordenadas polares del punto o posición ocupada por el cuerpo.
La posición de un cuerpo con respecto a un punto de referencia queda definida por el vector que une dicho punto de referencia con el lugar ocupado por el cuerpo.
La ecuación de posición que expresa el vector de posición como una función del tiempo se denomina ecuación de posición.
Desplazamiento: Significa lo mismo que variación de posición, es decir, es la diferencia entre la posición final y la inicial. El valor del desplazamiento es la distancia medida en línea recta entre la posición final y la inicial.
Trayectoria: Es la línea geométrica que el cuerpo describe en su movimiento.
-Espacio recorrido: Es la distancia medida sobre la trayectoria entre la posición final y la inicial.
Se define velocidad como la rapidez con que cambia la posición de un cuerpo.
El vector velocidad tiene la misma dirección y sentido que el vector desplazamiento.
Velocidad media: Es la relación entre el desplazamiento efectuado y el tiempo invertido en realizarlo.
Velocidad instantánea: Se define como la velocidad media en el límite en que el intervalo de tiempo se hace casi 0.
La aceleración de un cuerpo mide la rapidez con que varía su velocidad. Se denomina aceleración media (m/s2).
La aceleración instantánea es la aceleración media en el límite en que el intervalo de tiempo es prácticamente 0.
Aceleración tangencial: -Módulo (su valor equivale a la rapidez con que cambia el módulo de la velocidad). -Dirección (es tangente a la trayectoria en todo punto). -Sentido (es el mismo que el del movimiento).
Aceleración centrípeta: Aparece cuando los movimientos son curvilíneos y solo produce cambios en la dirección de la velocidad sin afectar a su módulo. -Dirección: es radial. -Sentido: es siempre hacia el centro de la curva.
Los Movimientos
Las ecuaciones de movimiento permiten conocer los valores de las magnitudes cinemáticas en función del tiempo.
Existen las gráficas de la posición-tiempo, velocidad-tiempo, y aceleración-tiempo.
El movimiento rectilíneo uniforme es aquel que transcurre con velocidad constante. Positivo (se aleja). Negativo (se acerca).
Los Movimientos parabólicos pueden ser tratados como una composición de dos movimientos rectilíneos: uno horizontal con velocidad cte (MRU) y otro vertical con aceleración cte (MRUA).
Lanzamiento horizontal: MRU (horizontal) + caída libre (vertical).
Movimiento parabólico completo: MRU (horizontal) + lanzamiento hacia arriba (vertical).
Un cuerpo lanzado horizontalmente y otro que se deja caer libre desde la misma altura tardan lo mismo en llegar al suelo.
Dos cuerpos, lanzados uno vertical hacia arriba y otro parabólicamente, que alcancen la misma altura, tardan lo mismo en caer al suelo.
La independencia de la masa en la caída libre y el lanzamiento vertical es igualmente válida en los movimientos parabólicos.
El movimiento circular uniforme es un movimiento acelerado, dotado únicamente de aceleración centrípeta.
La rapidez con que varía el ángulo descrito proporciona una medida de la velocidad del movimiento circular. A esa velocidad relacionada con el ángulo se la denominará velocidad angular, que se simboliza como ω (rad/s).
El movimiento circular uniforme es aquel cuya trayectoria es una circunferencia y que transcurre con velocidad angular cte.
El periodo (T) es el tiempo que tarda el cuerpo en dar una vuelta completa (seg).
La Frecuencia (f) es el número de vueltas por unidad de tiempo (seg-1).
La aceleración angular es la rapidez con que varía la velocidad angular (rad/seg2).