Conceptos de Cinemática del sólido rígido
La cinemática es el estudio del movimiento sin tener en cuenta sus causas. La cinemática es el paso inicial de la física, la primera historia que aprendimos en las clases de física en la universidad.
¿Cómo se divide la cinemática?
Se divide en movimiento rectilíneo uniforme, movimiento rectilíneo uniformemente variado , movimiento de caída libre y el movimiento circular uniforme.
¿Qué es importante recordar?
¿Cómo no se preocupan por las causas del movimiento, no hay fuerzas externas, la gravedad es constante, como la aceleración.
¿Qué buscamos para estudiar la cinemática?
Buscamos cuatro cosas.
El desplazamiento de una partícula.
Tiempo necesario para que un cambio se produzca.
Promedio de velocidad de una partícula o mensaje instantáneo.
La aceleración de una partícula.
Para entender mejor la cinemática, vamos a hacer juntos la siguiente actividad:
A continuación se imaginemos una vaca sobre patines (que está en patines a fin de considerar la fricción entre los patines y el vacío de la superficie.)
Podemos elegir la posición inicial de la vaca, su velocidad inicial y la aceleración también.
Estudio del MRU (movimiento rectilíneo y uniforme):
Cuando un cuerpo se mueve con velocidad constante a lo largo de una trayectoria recta, se dice que había un movimiento rectilíneo uniforme y el uniforme de la palabra indica que la velocidad se mantiene constante.
El MRU es el primer estudio de la física en la universidad, donde la mayoría de los estudiantes decorar la fórmula a través de la expresión de Dios todo lo ve (Esta fórmula sólo es válida para el MRU).
Además del MRU, otro concepto importante en la cinemática es el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV). En este tipo de movimiento, la velocidad de un objeto cambia a un ritmo constante. Esto significa que la aceleración, que es la tasa de cambio de velocidad, es constante. Este tipo de movimiento se observa a menudo en la vida cotidiana, como cuando un automóvil acelera desde el reposo hasta alcanzar una velocidad constante.
En el MRUV, la fórmula que se utiliza para calcular la velocidad final de un objeto es v = u + at, donde v es la velocidad final, u es la velocidad inicial, a es la aceleración y t es el tiempo. Esta fórmula es útil para calcular la velocidad de un objeto en cualquier punto de su trayectoria.
¿Cuál es el desplazamiento? El desapego es la posición final menos la posición inicial, es decir, un viaje a Porto Alegre – Osorio, Osorio – Porto Alegre, su desplazamiento es cero, ya que había caminado 100 km al ir a Osorio y más de 100 km para regresar a Porto Alegre, sin embargo en contra de anteriores, por lo tanto la final de desplazamiento es cero (100-100 = 0)
¿Es la distancia? ¿Cuál es la distancia recorrida en el cuerpo, es decir, el viaje de Porto Alegre – Osorio, Osorio Porto Alegre, que caminar 100 km hasta el primer camino, y otro de 100 km para el segundo viaje, en total se llega 200 km.
¿Qué se puede estudiar con esto?
En este lpano se estudiarán tanto como MRU MRUV (véase más adelante). Cuando la vaca supuestamente camina, deberíamos imaginar un vector que representa la velocidad.
Obtendríamos dos gráficas bien definidas una con la pendiente de la trama que nos da la velocidad.
El segundo gráfico es la velocidad por el tiempo (y el área bajo la gráfica nos da el desplazamiento).
Inicial P = posición inicial de la vaca (en metros)
Inicial V = velocidad inicial de la vaca (en metros por segundo)
Una inicial = aceleración, ya que estamos estudiando la URM, la aceleración debe ser cero (metros por segundo al cuadrado).
Evidentemente es necesario realizar en papel las gráficas necesarias pero existen programas informáticos que facilitan realmente este tipo de tarea y existen muchos.
Además de los conceptos de MRU y MRUV, la cinemática también estudia el movimiento circular. En este tipo de movimiento, un objeto se mueve a lo largo de una trayectoria circular a una velocidad constante. La velocidad de un objeto en movimiento circular se mide en radianes por segundo, que es una medida de ángulo.
En resumen, la cinemática es una rama de la física que estudia el movimiento de los objetos sin tener en cuenta las fuerzas que los causan. A través del estudio de la cinemática, podemos entender cómo se mueven los objetos y predecir su movimiento futuro. Esto es útil en una variedad de campos, desde la ingeniería hasta la astronomía.