Fundamentos de la Cinemática y Dinámica del Movimiento
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Conceptos del movimiento
- Móvil: Objeto que se puede mover.
- Trayectoria: Camino que sigue el móvil.
- Origen: Punto de referencia para saber dónde está el móvil. Pertenece a la trayectoria.
- Posición (s): Lugar donde está el móvil, determinada por la distancia al origen medida sobre la trayectoria.
- Tiempo (t): Instante en el que el móvil está en una posición s. Se asigna un valor 0 al empezar el movimiento.
- Desplazamiento (Δs = sf - si): Cantidad que ha cambiado la posición del móvil entre dos instantes del viaje: sf - si.
- Espacio recorrido (e): Distancia que ha recorrido el móvil. Si no cambia el sentido del movimiento, coincide con el desplazamiento.
- Relación s-t: Indica para cada instante (t) la posición del móvil (s).
Movimiento
El movimiento es el cambio de posición de un cuerpo respecto a otro cuando cambia su posición respecto de otro que se tome como referente. Queda determinado por la trayectoria, la relación s-t y por el vector de posición dado en función de t.
Tipos de movimiento
- Uniforme: El móvil recorre el mismo espacio en intervalos de tiempo iguales. La velocidad es constante (v = cte) y la gráfica s-t es una recta.
- Variado: El móvil recorre espacios diferentes en intervalos de tiempo iguales. La velocidad no es constante (v ≠ cte) y la gráfica s-t es una curva.
El vector velocidad
El vector velocidad es tangente a la trayectoria con origen en el móvil y con sentido en el desplazamiento. Sus características son:
- Dirección: La de la recta en que está situado el segmento y todas sus paralelas.
- Sentido: El que señala la flecha. Cada dirección tiene dos sentidos.
- Módulo: Valor numérico de la magnitud que representa y se indica mediante la longitud del vector.
- Punto de aplicación: Punto donde se sitúa el vector. El vector velocidad está situado en el móvil.
Magnitudes
- Escalares: Determinadas por un número y su unidad.
- Vectoriales: Determinadas por un vector.
Cambios en la velocidad
La velocidad (v) puede cambiar de las siguientes formas:
- Cambio de módulo: Su gráfica s-t es curva; por tanto, su ecuación no es de primer grado. Su gráfica v-t tiene pendiente y su valor cambia con el tiempo.
- Cambio de dirección: El móvil lleva una trayectoria curva; la velocidad, tangente a la trayectoria, cambia de dirección.
Aceleración
La aceleración es la variación de la velocidad por unidad de tiempo. Se divide en:
- Aceleración normal: Varía la dirección del vector velocidad.
- Aceleración tangencial: Varía el módulo del vector velocidad.