1) MOVIMIENTO
Es un fenómeno físico que se
define como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos en el espacio,
con respecto al tiempo y a un punto de referencia, variando la distancia de
dicho cuerpo con respecto a ese punto o sistema de referencia, describiendo una
trayectoria. Para producir movimiento es necesaria una intensidad de
interacción o intercambio de energía que sobrepase un determinado umbral.
2)
CINEMATICA
Es la rama de la mecánica
clásica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta
las causas que lo producen, limitándose esencialmente, al estudio de la
trayectoria en función del tiempo. En la cinemática se utiliza un sistema de
coordenadas para describir las trayectorias, denominado sistema de referencia.
La velocidad es el ritmo con que cambia la posición un cuerpo. La aceleración
es el ritmo con que cambia su velocidad. La velocidad y la aceleración son las
dos principales cantidades que describen cómo cambia su posición en función del
tiempo
3)
MOVIMENTO DE DIMENSIONES
El movimiento en el mundo
real, es por lo menos, tridimensional. En este estudio hay varios supuestos:
El espacio vacío es homogéneo e isotrópico.
Significa que el movimiento obedece a las mismas leyes, cualquiera que sea la
dirección del movimiento. En un espacio no vacío, como la atmósfera, la materia
presente altera esta condición: no es lo mismo ir en contra que a favor del
viento. En las aproximaciones aquí consideradas se supondrán despreciables los
efectos de la atmósfera bajo ciertas condiciones.
El espacio es EUCLIDIANO. Euclides, padre de
la geometría, propone un espacio de líneas rectas, donde dos rectas paralelas
no se tocan nunca. Es una buena aproximación para la mayoría de los trabajos de
ingeniería. Las teorías más recientes proponen que el espacio es curvo.
El tiempo 'fluye' uniformemente y es continuo.
Un segundo tiene igual duración que el segundo siguiente. A velocidades
grandes, esto no es del todo cierto. Por fortuna, la aproximación es buena para
la mayoría de las aplicaciones de ingeniería.
Con estas consideraciones se puede estudiar el
movimiento en el espacio como una combinación o resultante vectorial del
movimiento simultáneo en tres dimensiones. De modo que con estudiar una de
ellas se logran conclusiones que pueden extenderse a dos y tres dimensiones. Es
lo que se denomina un espacio clásico o galileano.
Se presenta aquí un simulador de movimiento
en donde la aceleración es constante (el caso de velocidad constante
corresponde a aceleración nula). Se incluye dos móviles: uno azul y uno rojo.
Funcionamiento del simulador
El simulador tiene las
siguientes partes:
Un móvil azul y uno rojo: Se puede arrastrar los vehículos a la
posición inicial deseada, siempre u cuando la simulación esté en pausa.
Una región cuadriculada.
Esta región está calibrada. Cada
división representa 10m
4)
MOVIL
En el ámbito físico se
entiende por móvil al objeto en movimiento del que se quiere estudiar su
trayectoria o las fuerzas que lo acompañan.
Este concepto tiene especial
interés en dinámica y cinemática, dado que el objeto del estudio es
precisamente un móvil. Para simplificar su estudio en ocasiones el móvil se
reduce a un punto teórico donde se concentra toda la masa y sobre el que
intervienen las fuerzas y que se desplaza dentro de un sistema de referencia.
Si no se hace esta simplificación y el móvil es un objeto tridimensional,
podemos plantearnos también estudiar movimientos de rotación sobre su centro de
gravedad.
5)
ELEMENTOS DE MOVIMIENTOS
La trayectoria. Es la línea
que describe un cuerpo en movimiento. Atendiendo a su trayectoria los
movimientos, puede ser:
Rectilíneos:
describen
una línea recta.
Curvilíneos:
Circular:
describe una circunferencia
Elíptico:
describe
una elipse.
Parabólico:
describe
una parábola.
La
distancia. Es la longitud comprendida entre el origen
del movimiento y la posición final.
Tiempo:
Lo
que tarda en efectuarse el movimiento
Velocidad:
Es
la distancia recorrida en la unidad de tiempo.
6)
TEMPERATURA
Propiedad de los sistemas
que determina si están en equilibrio térmico (véase Termodinámica). El concepto
de temperatura se deriva de la idea de medir el calor o frialdad relativos y de
la observación de que el suministro de calor a un cuerpo conlleva un aumento de
su temperatura mientras no se produzca la fusión o ebullición. En el caso de
dos cuerpos con temperaturas diferentes, el calor fluye del más caliente al más
frío hasta que sus temperaturas sean idénticas y se alcance el equilibrio
térmico (véase Transferencia de calor). Por tanto, los términos de temperatura
y calor, aunque relacionados entre sí, se refieren a conceptos diferentes: la
temperatura es una propiedad de un cuerpo y el calor es un flujo de energía
entre dos cuerpos a diferentes temperaturas.
7)
TRAYECTORIA
Lugar geométrico de las
sucesivas posiciones que un móvil va ocupando en el espacio. La posición de un
móvil se describe, respecto de un sistema de referencia elegido, mediante un
vector de posición r. Este vector tiene su origen en el origen del sistema de
referencia y su extremo en el móvil en cuestión. El extremo de este vector,
variable con el tiempo, dibuja en el espacio la línea descrita por el móvil en
su movimiento, y esta línea es la trayectoria. La forma de la trayectoria
permite clasificar los movimientos en rectilíneos, si la trayectoria es una
línea recta, y curvilíneos, si se trata de una curva. Estos últimos se pueden
clasificar, a su vez, en circulares, parabólicos o elípticos, según sea la
forma de la curva que describa la trayectoria. La ecuación de la trayectoria es
una relación que expresa una de las coordenadas de la posición del móvil en
función del resto de las coordenadas.
8)
TIEMPO
, periodo durante el que
tiene lugar una acción o acontecimiento, o dimensión que representa una
sucesión de dichas acciones o acontecimientos. El tiempo es una de las
magnitudes fundamentales del mundo físico, igual que la longitud y la masa. En
la actualidad se emplean tres métodos astronómicos para expresar el tiempo. Los
dos primeros se basan en la rotación diaria de la Tierra sobre su eje, y se
refieren al movimiento aparente del Sol (tiempo solar) y de las estrellas
(tiempo sidéreo). El tercer método astronómico para medir el tiempo se basa en
la rotación de la Tierra en torno al Sol (tiempo de efemérides).
9)
DESPLAZAMIENTO,
Variación de la posición de
un móvil. El desplazamiento es un vector cuyo origen es la posición del móvil
en un instante de tiempo que se considera inicial, y cuyo extremo es la
posición del móvil en un instante considerado final. Se representa por ?r y se
expresa en metros. El vector desplazamiento no depende de la trayectoria
seguida por el móvil sino sólo de los puntos donde se encuentre en los
instantes inicial y final. Así, si un móvil regresa al punto de partida, su
desplazamiento será nulo aunque no lo sea el espacio recorrido. Si un móvil se
desplaza en línea recta y sin cambiar el sentido de su movimiento, el módulo
del vector desplazamiento coincide con el espacio recorrido.
10)
DISTANCIA RECORRIDA
La distancia recorrida es la
que el móvil, el cuerpo, la persona, lo que se considere, recorre SOBRE LA
TRAYECTORIA.
Es para dar énfasis al la
distancia medida sobre el recorrido, esto es el camino que describió el cuerpo,
y NO el DESPLAZAMIENTO, el cual es la diferencia de posiciones, es decir la
distancia mínima entre dos posiciones cualesquiera de la trayectoria.
Un ejemplo clásico y muy
extremo:
En movimiento circular,
supongamos que un cuerpo da una vuelta completa a una trayectoria circular, es
decir una circunferencia. Parte de un punto O inicial, da una vuelta y se
detiene en el mismo punto.
¿Cuál es la distancia
recorrida?
Aquella que el móvil
"recorrió", es decir en este caso la longitud de la circunferencia:
s = 2π r
======
Siendo r el radio de la
circunferencia descripta.
11)
VELOCIDAD
Variación de la posición de
un cuerpo por unidad de tiempo. La velocidad es un vector, es decir, tiene
módulo (magnitud), dirección y sentido. La magnitud de la velocidad, conocida
también como rapidez o celeridad, se suele expresar como distancia recorrida
por unidad de tiempo (normalmente, una hora o un segundo); se expresa, por
ejemplo, en kilómetros por hora o metros por segundo. Cuando la velocidad es
uniforme —constante— se puede determinar sencillamente dividiendo la distancia
recorrida entre el tiempo empleado. Cuando un objeto está acelerado, su vector
velocidad cambia a lo largo del tiempo. La aceleración puede consistir en un
cambio de dirección del vector velocidad, un cambio de su magnitud o ambas
cosas.
12)
MOVIMIENTO DE ROTACIÓN
Movimiento que obliga a
todos los puntos de un sólido rígido a describir arcos de igual amplitud
pertenecientes a circunferencias cuyos centros se hallan en una misma recta o
eje de giro, que puede ocupar cualquier posición en el espacio.
13)
MOVIMIENTO DE TRASLACION
La traslación es un
movimiento en el cual se modifica la posición de un objeto, en contraposición a
una rotación.
Una traslación es la
operación que modifica las posiciones de todos los cuerpos según la fórmula:
Donde es un vector constante. Dicha operación puede
ser generalizada a otras coordenadas, por ejemplo la coordenada temporal.
Para un objeto que no posee
estructura, como por ejemplo un subconjunto del espacio, se considera el rango
del subconjunto afectado por la transformación. En forma alternativa, es
posible definir una traslación como una operación sobre los objetos, tal que
todas sus propiedades como color, composición, etc. se corresponden. Pero no
deben confundirse las dos: una traslación del espacio no posee puntos fijos,
los puntos fijos de una traslación en el otro sentido son los objetos con sus
correspondientes simetrías de traslación.
De acuerdo con el teorema de
Noether, la simetría de traslación es equivalente a la conservación del momento
angular.
14)
ECUACIONES DE VELOCIDAD DE MOVIMIENTO UNIFORME
La ecuación de la posición
para un móvil que se desplaza con un movimiento rectilíneo y uniforme con una
velocidad v es: x = x0 + v·tdonde x0 es la posición del móvil en el instante
inicial. Por tanto, el móvil recorre espacios iguales en tiempos iguales.
La ecuación de la velocidad
de un móvil que se desplaza con un movimiento rectilíneo uniformemente variado
con una aceleración a es: v = v0 + a·tdonde v0 es la velocidad del móvil en el
instante inicial. Por tanto, la velocidad aumenta cantidades iguales en tiempos
iguales.La ecuación de la posición es: x = x0 + v0·t + ½·a·t2
15)
CLASIFICACION DE MOVIMIENTOS A LA FORMA DE LA TRAYECTORIA
Según se mueva un punto o un
sólido pueden distinguirse distintos tipos de movimiento:
Según
la trayectoria del punto:
Movimiento
rectilíneo: La trayectoria que describe el punto es una
linea recta.
Movimiento
curvilíneo: El punto describe una curva cambiando su dirección a medida que se desplaza. Casos
particulares del movimiento curvilíneo son el movimiento circular describiendo un círculo en torno a un punto
fijo, y las trayectorias elípticas y parabólicas.
Según
la trayectoria del sólido:
Traslación:
Todos los puntos del sólido describen trayectorias paralelas, no necesariamente
rectas.
Rotación:
Todos los puntos del sólido describen trayectorias circulares concéntricas.
Según
la dirección del movimiento: Si la dirección del
movimiento cambia, el movimiento descrito se denomina alternativo si es sobre
una trayectoria rectilínea o pendular si lo es sobre una trayectoria circular
(un arco de circunferencia).
Según
la velocidad:
Movimiento
uniforme: La velocidad de movimiento es constante.
Movimiento
uniformemente variado: La aceleración es constante (si negativa
retardado, si positiva acelerado) como es el caso de los cuerpos en caída libre
sometidos a la aceleración de la gravedad.
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