martes, 21 de enero de 2014

Cinemática

La cinemática es la rama de la física que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con el que cambia la velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales magnitudes que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.

Movimiento rectilíneo uniforme:

 

En este movimiento la velocidad permanece constante y no hay una variación de la aceleración (a) en el transcurso del tiempo. Esto corresponde al movimiento de un objeto lanzado en el espacio fuera de toda interacción, o al movimiento de un objeto que se desliza sin fricción. Siendo la velocidad v constante, la posición variará linealmente respecto del tiempo, según la ecuación:
v = v_0 = \text{const.} \,
x = v_0 \, t + x_0
donde \ x_0 es la posición inicial del móvil respecto al centro de coordenadas, es decir para \ t=0.
Si \ x_0=0 la ecuación anterior corresponde a una recta que pasa por el origen, en una representación gráfica de la función




\ x(t) 





File:Grafico pv del MRU.svg


Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado:

 

En éste movimiento la aceleración es constante, por lo que la velocidad de móvil varía linealmente y la posición cuadráticamente con tiempo. Las ecuaciones que rigen este movimiento son las siguientes:
a = a_0 = \text{const.} \,
v = v_0 + at \,
x = x_0 + v_0 t + \frac{1}{2}at^2
v^2 = v_0^2 + 2a(x_f-x_0) \,
Donde \ x_0 es la posición inicial del móvil, \ x_f es la posición final y \ v_0 su velocidad inicial, aquella que tiene para \ t = 0 .
Obsérvese que si la aceleración fuese nula, las ecuaciones anteriores corresponderían a las de un movimiento rectilíneo uniforme, es decir, con velocidad \ v=v_0 constante.
Dos casos específicos de MRUA son la caída libre y el tiro vertical. La caída libre es el movimiento de un objeto que cae en dirección al centro de la Tierra con una aceleración equivalente a la aceleración de la gravedad (que en el caso del planeta Tierra al nivel del mar es de aproximadamente 9,8 m/s2). El tiro vertical, en cambio, corresponde al de un objeto arrojado en la dirección opuesta al centro de la tierra, ganando altura. En este caso la aceleración de la gravedad, provoca que el objeto vaya perdiendo velocidad, en lugar de ganarla, hasta llegar al estado de reposo; seguidamente, y a partir de allí, comienza un movimiento de caída libre con velocidad inicial nula.



File:Grafico pva del MRUA.svg

CINEMATICA EN LA VIDA COTIDIANA:

Por ejemplo el tiro parabolico se utiliza cunado uno juega, baloncesto o football americano, ya que siempre va a existir una aceleracion constante sobre un plano en la tierra (llamese gravedad)
 Hay cinemática en un vehiculo, en una máquina de una fábrica, en una hoja cayendo de árbol, en células como los glóbulos rojos que recorren todo el sistema sanguíneo al menos 9 veces cada día, en un reloj análogo (de manecillas), en el agua que corre por el sistema de tuberías de una ciudad, en los fotones que viajan desde la corona del sol hasta la tierra llevando la luz, en la luna girando alrededor del planeta, en los electrones que viajan por las redes de energía cuando encendemos una bombilla, el movimiento de las placas tectónicas que forman la corteza terrestre que notamos especialmente durante un terremoto.

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