Conceptes Fonamentals de Cinemàtica: Moviment i Tipus
Enviado por Chuletator online y clasificado en Física
Escrito el en 
catalán con un tamaño de 6,84 KB
Conceptes Bàsics del Moviment
Moviment
Diem que un cos està en moviment quan, respecte a un sistema de referència, varia la seva posició al llarg del temps.
El moviment és relatiu, ja que depèn del sistema de referència escollit per determinar les posicions.
Posició i Trajectòria
La posició d'un mòbil en un instant és el punt en l'espai que ocupa en aquest instant.
La trajectòria és el camí que descriu un mòbil en el seu moviment.
- La caiguda lliure d'un cos té trajectòria rectilínia.
- El llançament horitzontal d'un cos des d'un punt elevat té trajectòria curvilínia.
Desplaçament i Distància Recorreguda
El desplaçament és la diferència entre la posició final i la posició inicial d'un mòbil. Es simbolitza amb ∆x. En ciència, ∆ significa canvi o variació.
La distància recorreguda en un interval de temps és la longitud (L), mesurada sobre la trajectòria, que existeix entre les posicions inicial i final. Se simbolitza per l'espai (s).
El desplaçament i la distància recorreguda coincideixen numèricament quan la trajectòria és rectilínia i no es produeix cap canvi de sentit.
Velocitat
La velocitat és la rapidesa amb què un cos canvia de posició.
Velocitat Mitjana (Vm)
És el quocient entre la distància recorreguda (s) i el temps emprat (t): Vm = s / t
Velocitat Instantània
És la velocitat d'un mòbil en un instant determinat.
Unitats (SI)
En física, les magnituds s'acostumen a expressar en les unitats del Sistema Internacional (SI):
- Distància (espai): m (metres)
- Temps: s (segons)
- Velocitat: m/s
Moviment Rectilini Uniforme (MRU)
Diem que un mòbil descriu un MRU quan compleix dues condicions:
- La trajectòria és rectilínia.
- La velocitat és constant.
Equació del MRU
En un MRU, la velocitat instantània coincideix amb la velocitat mitjana. A més, la distància recorreguda (s) coincideix amb el mòdul del desplaçament (|∆x|). Això permet deduir l'equació de posició:
x = x0 + v · t
On x és la posició final, x0 és la posició inicial, v és la velocitat constant i t és el temps.
Moviment Rectilini Uniformement Accelerat (MRUA)
Diem que un mòbil es desplaça segons un MRUA quan:
- Descriu una trajectòria rectilínia.
- L'acceleració és constant (la velocitat experimenta una variació constant en intervals de temps iguals).
Acceleració (a)
L'acceleració és una magnitud física que mesura la rapidesa amb què la velocitat d'un cos varia amb el temps. L'acceleració mitjana (am) d'un mòbil s'expressa com:
am = ∆v / ∆t
Les unitats d'acceleració al SI són: m/s2.
Si l'acceleració és positiva (i té el mateix sentit que la velocitat), la velocitat del mòbil augmenta cada segon. Si l'acceleració d'un mòbil és negativa (sentit oposat a la velocitat), vol dir que el mòbil està reduint la seva velocitat (frenant).
Equacions del MRUA
- Equació de velocitat: v = v0 + a · t
- Equació de posició: x = x0 + v0 · t + 1/2 · a · t2
- Equació independent del temps: v2 = v02 + 2a · (x - x0) (S'utilitza quan no es coneix o no es necessita el temps).
(On v és la velocitat final, v0 la velocitat inicial, a l'acceleració constant, t el temps, x la posició final i x0 la posició inicial).
Moviment Vertical dels Cossos
Caiguda Lliure
Si des d'una certa alçada deixem anar un cos, aquest cau lliurement per l'acció de la gravetat. Si aquest cos es troba a prop de la superfície terrestre i considerem negligible el fregament amb l'aire, experimenta una acceleració constant, l'acceleració de la gravetat (g), aproximadament:
a = g ≈ 9,8 m/s2
L'acceleració de la gravetat disminueix amb l'altitud (com més lluny està un cos de la Terra).
Llançament Vertical Ascendent
Si llancem un cos verticalment cap amunt, com a conseqüència de la gravetat, la seva velocitat va disminuint constantment. L'acceleració és (considerant el sentit positiu cap amunt):
a = -g ≈ -9,8 m/s2
Moviment Circular Uniforme (MCU)
Diem que un cos es mou segons un MCU quan descriu una trajectòria circular i la seva velocitat angular (velocitat de gir) és constant.
Radians
Anomenem radiant (rad) l'angle central que comprèn un arc de circumferència de longitud igual al radi (r). L'angle es representa sovint amb φ.
Relació Graus - Radians
La relació entre graus sexagesimals (°) i radians (rad) és: 360° = 2π rad.
Relació entre Arc i Angle
Si l'angle φ està expressat en radians, la longitud de l'arc (L) corresponent es calcula com: L = φ · r.
Velocitat Angular (ω)
En un MCU, la velocitat angular (ω) es defineix com l'angle (φ) descrit per unitat de temps (t):
ω = φ / t
Les unitats del SI són: φ en radians (rad), t en segons (s), ω en radians per segon (rad/s).
Període (T)
El període (T) és el temps que triga el mòbil a descriure una volta completa (2π radians). La relació amb la velocitat angular és:
ω = 2π / T
Freqüència (f)
La freqüència (f) és el nombre de voltes que descriu un mòbil en un segon. És la inversa del període:
f = 1 / T
La seva unitat en el SI és l'Hertz (Hz).