Fundamentos de la Cinemática: Conceptos Clave, Velocidad y MRU

Conceptos Fundamentales del Movimiento

Sistema de Referencia

Un sistema de referencia es el elemento fijo o punto del espacio respecto al cual se describe el movimiento de un cuerpo.

• Decimos que un cuerpo está en movimiento si cambia de posición respecto al sistema de referencia escogido.
• En caso contrario, decimos que está en reposo.
• El cuerpo o elemento que se mueve se denomina móvil.

El movimiento es relativo, es decir, depende del sistema de referencia elegido.

Posición y Trayectoria

La posición de un móvil es el lugar que ocupa en el espacio respecto al sistema de referencia en un instante determinado.

• La posición inicial del móvil es el lugar que ocupa en el instante inicial (tiempo cero).
• La posición final corresponde a su lugar en el último instante (tiempo final).

Denominamos trayectoria al camino seguido por el móvil para ir de la posición inicial a la posición final. Es decir, la trayectoria es la línea o conjunto de puntos que describe el móvil en su movimiento.

Clasificación del Movimiento según la Trayectoria

Si la trayectoria es recta, se trata de un movimiento rectilíneo (ejemplo: el movimiento de un ascensor).

Si la trayectoria es una curva, el movimiento recibe el nombre de curvilíneo. Puede ser:

• Circular
• Elíptico
• Parabólico

Desplazamiento y Distancia Recorrida

El desplazamiento efectuado por un móvil es la diferencia entre su posición final y su posición inicial.

La distancia recorrida es el espacio recorrido por un móvil, medido sobre la trayectoria que sigue, entre la posición final y la posición inicial. Se representa por [Símbolo de distancia].

La Velocidad en Cinemática

La velocidad es la rapidez con la que un móvil cambia de posición.

• La velocidad instantánea es la velocidad que tiene el móvil en un instante determinado de tiempo.
• La velocidad media es el promedio de todas las velocidades instantáneas, y se calcula como el cociente entre la distancia recorrida por el móvil y el tiempo empleado en recorrerla.

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

El Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) se caracteriza porque su trayectoria es una línea recta y presenta velocidad constante, es decir, no varía.

La velocidad media y la velocidad instantánea coinciden en todo momento durante el movimiento. Un móvil se desplaza con MRU si sigue una trayectoria rectilínea y su velocidad es constante en todo momento.

Magnitudes Vectoriales Clave del Movimiento

Un cuerpo se mueve cuando cambia la posición respecto a un sistema de referencia. Es, por tanto, un cambio relativo. Cualquier movimiento queda caracterizado por tres magnitudes vectoriales:

• Posición: Lugar que ocupa el móvil respecto al sistema de referencia.
• Velocidad: Magnitud vectorial que mide el cambio de posición a lo largo del tiempo.
• Aceleración: Magnitud vectorial que mide los cambios de velocidad.

Clasificación General de Movimientos

Según la trayectoria, los movimientos pueden ser: rectilíneos, circulares, parabólicos y curvilíneos. Según el valor de la velocidad, pueden ser:

• Uniformes: Velocidad constante.
• Uniformemente Acelerados: Aceleración constante.

Características del MRU

El MRU es un movimiento de trayectoria rectilínea y velocidad constante. Las tres magnitudes que lo caracterizan son:

• Posición -> [Cambio lineal]
• Velocidad -> [Constante]
• Aceleración -> [Nula]

Gráficas del Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

Gráfica Posición-Tiempo (x-t)

Es una línea recta con una inclinación o pendiente que es igual a la velocidad del móvil.

• Si la línea tiene pendiente positiva (hacia arriba), el móvil se aleja del origen.
• Si la línea tiene pendiente negativa (hacia abajo), el móvil se acerca al origen.

Gráfica Velocidad-Tiempo (v-t)

Es una línea recta sin pendiente (horizontal), lo que indica que la velocidad es la misma en cada instante.