Fundamentos de la Cinemática: Conceptos Esenciales del Movimiento Físico
Conceptos Fundamentales del Movimiento
Movimiento y Reposo
Se dice que un cuerpo está en movimiento cuando cambia de lugar o posición con respecto a otro, mientras que si no lo hace, se mantiene en reposo. Existen dos sistemas de referencia para determinar la posición de un cuerpo: el plano o el espacio.
Trayectoria
La trayectoria es la línea descrita por un objeto en su movimiento. Depende del sistema de referencia (plano o espacio). Ejemplo: la carretera Madrid-Barcelona, sentido Barcelona-Madrid.
Los movimientos pueden ser:
- Rectilíneos: La trayectoria es una línea recta.
- Curvilíneos: La trayectoria es una curva, que puede ser:
- Parabólica
- Circular
- Elíptica
Desplazamiento
El desplazamiento se define como la diferencia de posición entre dos instantes. Ejemplo: Un atleta en el minuto 2 está a 3 km de la salida y a los 6 minutos está a 7 km de la salida. El desplazamiento es 7 km – 3 km = 4 km.
La unidad de medida en el Sistema Internacional (SI) es el metro. Es una magnitud vectorial; su dirección en movimientos rectilíneos coincide con la trayectoria y su sentido depende del sistema de referencia elegido.
Espacio Recorrido
El espacio recorrido es la longitud total de la trayectoria seguida por un objeto entre dos instantes. El espacio recorrido y el desplazamiento coinciden únicamente en movimientos rectilíneos que no cambian de sentido.
Tipos de Movimiento y sus Propiedades
Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)
El Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) se caracteriza por tener una trayectoria recta y un valor de velocidad constante.
Velocidad
Velocidad Media
La velocidad media de un objeto en movimiento, durante un cierto intervalo de tiempo, es la relación que existe entre el desplazamiento realizado y el intervalo de tiempo que necesita para hacerlo.
Velocidad Instantánea
La velocidad instantánea es la velocidad que posee un objeto en un instante determinado. Ejemplo: Si en un autobús le pregunto al conductor a las 16:00 la velocidad en ese instante y me responde "vamos a 100 km/h", me está dando la velocidad instantánea.
Aceleración
La velocidad puede cambiar alguna de sus propiedades:
- Su valor (Ejemplo: Un autobús sale de una parada, acelera, llega a otra y frena).
- Su dirección (Ejemplo: Una señal de tráfico que indica una curva).
- Su sentido.
Se define la aceleración media como la relación entre la variación de velocidad del móvil entre dos instantes y el intervalo de tiempo entre ambos. La unidad de medida en el Sistema Internacional (SI) es el m/s².
La aceleración es una magnitud vectorial. Se considera que la aceleración es positiva cuando la velocidad aumenta con el tiempo y, por lo tanto, negativa cuando la velocidad disminuye con el tiempo.
Movimiento Acelerado: Caída de Cuerpos
En ausencia de aire, desde la misma altura, todos los cuerpos tardan el mismo tiempo en llegar al suelo. Este movimiento tiene una aceleración constante de 9,8 m/s² (aceleración de la gravedad).