Cinemática/Desplazamiento, velocidad y aceleración

La cinemática, es la rama de la física encargada del estudio del movimiento sin tener en cuenta los actores que lo provocan.

Atención, en cinemática cuando hacemos referencia a los objetos que estamos estudiando los consideramos de forma puntual es decir con un volumen 0.

Posición, velocidad y aceleración:

Partamos de un primer concepto, la posición:

La posición: r, es el lugar que ocupa un cuerpo en un instante de tiempo determinado, con respecto del origen del sistema de coordenadas adoptado.

$\mathbf {r} =\mathbf {r} (t)$

El desplazamiento es el cambio de posición del cuerpo entre dos instantes ( $t_{1}\,t_{2}$).

$\Delta _{\mathbf {r} }=\mathbf {r} (t_{2})-\mathbf {r} (t_{1})$

La trayectoria es es el lugar geométrico de las posiciones sucesivas por las que pasa un cuerpo en su movimiento.

La velocidad es el desplazamiento (variación de posición) por unidad de tiempo, matemáticamente la podemos describir como;

$Vm={\bigtriangleup r \over \bigtriangleup t}$

Esta seria la velocidad media, para la velocidad instantánea tenemos que:

$V(t)={dr \over dt}$

La aceleración es la tasa de variación de la velocidad por unidad de tiempo, es decir:

$Am={\bigtriangleup v \over \bigtriangleup t}$

Y la aceleración instantánea de manera similar a la velocidad será:

$A(t)={dr \over dt}$

Como se puede observar tanto la posición como la velocidad y la aceleración vienen dados en función de t esto nos permitirá estudiar su evolución a lo largo del tiempo, es decir, nuestro objetivo.

Una vez definidos estos conceptos básicos ya podemos describir el movimiento en una dimensión de forma total, no obstante para trabajar con dos y tres dimensiones sera necesario definir el concepto de vectores.

Vectores para la segunda y tercera dimensión:

Los vectores son un ente matemático mediante el cual podemos describir la magnitud (módulo), dirección y sentido de propiedades de los cuerpos como la posición, velocidad y aceleración.

Así pues un vector de dos componentes describirá propiedades en dos dimensiones y uno de tres componentes en tres dimensiones.

Los vectores son de importancia capital para un buen dominio de la física desde su aspecto mas básico por tanto se recomienda un repaso exhaustivo y un completo dominio de los mismos para este curso (vectores).

Referencias

1. Física para la ciencia y la tecnología. Vol. 1, Mecánica, oscilaciones y ondas, termodinámica / Paul A. Tipler, Gene Mosca ; [coordinador y traductor José Casas-Vázquez ; traductores Albert Bramon Planas ... et al.]

Proyecto: Física General

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