Fundamentos de Cinemática y Dinámica: Principios y Conceptos Clave
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Fundamentos de Cinemática y Dinámica
Cinemática
Principios Fundamentales
Principio de Superposición: Si un móvil está sometido simultáneamente a dos movimientos, sus variables cinemáticas (posición, velocidad y aceleración) se obtienen sumando las variables cinemáticas de los dos movimientos.
Principio de Independencia: Cuando un móvil sigue un movimiento compuesto por dos movimientos simples, su posición en un tiempo dado es independiente del modo en que actúen los movimientos simples, simultánea o sucesivamente.
Tipos de Movimiento
Movimiento Parabólico: Movimiento compuesto por un movimiento rectilíneo uniforme y otro rectilíneo uniformemente acelerado, perpendiculares entre sí.
Alcance: Distancia, sobre el suelo, desde la vertical del punto de lanzamiento hasta el punto donde se produce el impacto.
Movimientos Periódicos: Movimientos en los que las variables cinemáticas (posición, velocidad y aceleración) toman los mismos valores cada cierto tiempo, t, denominado período del movimiento.
Frecuencia: Número de veces que se repite el movimiento en la unidad de tiempo. En el SI se mide en hercios (Hz = s-1).
Movimiento Circular Uniforme (MCU): Movimiento cuya trayectoria es una circunferencia y el módulo de la velocidad permanece constante.
Movimiento Armónico Simple (MAS): Movimiento de la proyección sobre el eje x de un móvil que sigue un movimiento circular uniforme con velocidad angular, ω, en una circunferencia de radio a.
Dinámica
Dinámica: Rama de la Física que estudia las causas de los cambios de movimiento.
Newton: Unidad de fuerza en el SI. Es la fuerza que aplicada a un cuerpo de 1 kg de masa le comunica una aceleración de 1 m/s2.
Efectos de las Fuerzas sobre los Cuerpos
- Cambiar el estado de movimiento de los cuerpos.
- Deformar los cuerpos.
Interacción Gravitatoria: Cualquier pareja de cuerpos, en cualquier lugar, se ejercen fuerzas mutuamente, cuyo valor es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. La dirección de la interacción es la de la línea que une los cuerpos y el sentido, siempre de atracción.
Principios de Newton
Principio de Inercia o Primer Principio: Un cuerpo libre, es decir, un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza o la suma de las fuerzas que actúan sobre él es cero, se encuentra en reposo o se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme.
La masa inerte o inercial es una propiedad de la materia que mide la resistencia que opone esta a que se modifique su estado de movimiento.
Principio Fundamental o Segundo Principio: Según este principio, las fuerzas son proporcionales a la aceleración.