Introducción a la Cinemática y Dinámica: Principios Físicos

Fundamentos de la Mecánica

La mecánica es la rama de la física que se encarga de estudiar el movimiento y el reposo de un cuerpo, tomando en cuenta sus causas y propiedades. Se divide en tres áreas principales:

• Cinemática: estudia el movimiento sin considerar sus causas.
• Dinámica: estudia el movimiento junto con sus causas.
• Estática: estudia el reposo o equilibrio de un cuerpo.

Concepto de Movimiento

Un cuerpo está en movimiento respecto a un punto fijo cuando su posición varía en el tiempo con respecto a dicho punto.

Elementos del movimiento

• Partícula material: es un punto material sin tamaño ni dimensión.
• Trayectoria: es el conjunto de puntos del espacio que ocupa la partícula material a lo largo del tiempo.
• Posición: punto donde se encuentra el móvil en un instante determinado.
• Punto de referencia: punto desde el cual el móvil cambia de posición.
• Tiempo: intervalo de duración del fenómeno observado.
• Desplazamiento: es la diferencia entre los vectores posición.
• Distancia: es la longitud medida sobre la trayectoria.

Clasificación de los Movimientos

• Rectilíneo: la trayectoria es recta y puede ser:
  • Uniforme: presenta una propiedad constante.
  • Variado: todas las propiedades cambian con el tiempo.
• Curvilíneo: la trayectoria es curva y puede ser:
  • Circulares
  • Elípticos
  • Parabólicos
• Movimiento de traslación: se dice que un objeto describe un movimiento de traslación cuando todos sus puntos recorren distancias y trayectorias idénticas.
• Movimiento de rotación: todos los puntos del cuerpo describen circunferencias con un mismo centro llamado eje de rotación.

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

La trayectoria es una línea recta y el móvil realiza desplazamientos iguales en intervalos de tiempos iguales.

Magnitudes cinemáticas

• Velocidad: es el cociente entre el vector desplazamiento y el tiempo correspondiente. Es una magnitud vectorial.
• Rapidez: es el valor absoluto o módulo del vector velocidad.
• Velocidad media: es la razón entre la variación del vector posición y el tiempo correspondiente.
• Velocidad instantánea: es la velocidad media cuando el intervalo de tiempo es muy pequeño.