Fundamentos de Cinemática y Dinámica: Conceptos Esenciales
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Conceptos Fundamentales de Cinemática
- Posición: Se define la posición de una partícula como el vector que une el origen del sistema de referencia con el lugar en el que está situada esa partícula.
- Desplazamiento: Cuando una partícula se mueve, su posición cambia con el tiempo y decimos que efectúa un desplazamiento.
- Velocidad: La velocidad es la variación de la posición con respecto al tiempo. Es un vector cuya dirección y sentido coinciden con los del vector desplazamiento y es siempre tangente a la trayectoria.
- Aceleración: Se define como la variación de la velocidad con respecto al tiempo. Existe aceleración siempre que varíe la velocidad, tanto si esta variación es en módulo como en dirección.
Tipos de Movimiento y Aceleraciones
- Movimiento circular uniforme: Un objeto experimenta este movimiento si se desplaza con velocidad constante a lo largo de una trayectoria circular. El módulo de la velocidad no cambia, pero la dirección sí.
- Aceleración tangencial: Produce cambios en el módulo de la velocidad, pero no en la dirección.
- Aceleración normal: Produce cambios en la dirección de la velocidad sin afectar a su módulo.
Movimiento Relativo
La descripción del movimiento de los cuerpos depende del sistema de referencia. El movimiento de un objeto puede parecer diferente para dos observadores si uno se mueve respecto al otro.
Conceptos de Dinámica y Energía
- Trabajo: Es una transferencia de energía mediante una fuerza.
- Potencia: Indica el ritmo con el cual se realiza un trabajo, o el ritmo al que se produce la transferencia o variación de energía.
- Energía cinética: El trabajo total realizado sobre una partícula se emplea en modificar su energía cinética.
- Energía potencial: En un sistema físico, es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración.
- Fuerza conservativa: Siempre que el trabajo realizado sobre un cuerpo sometido a un desplazamiento pueda expresarse en términos de una función energía potencial, se dice que la fuerza correspondiente es conservativa.