La cinemática es la rama de la física que se encarga del estudio del movimiento de los cuerpos sin considerar a las fuerzas externas que actuan sobre ellos.
Los conceptos que estudiaremos del movimiento son: la rapidez, velocidad y aceleración, las cuales nos permiten describir y predecir el movimiento de los cuerpos.
Rapidez
La rapidez se define como el cociente de la distancia recorrida en línea recta y el tiempo empleado en recorrerla, esto es, la distancia recorrida por unidad de tiempo.
Un mosquito recorre 1.1 metros en 2 segundos, entonces tiene una rapidez de 0.55 metros por segundo
Cuando un objeto se encuentra en movimiento, su rapidez puede variar. Por ejemplo, si vas corriendo con cierta rapidez y en intervalos de tiempo la aumentas o disminuyes, traer contigo un smart watch sería de gran ayuda, ya que te puede proporcionar la rapidez en cualquier instante, es decir, la rapidez instantánea.
Al final de todo tu recorrido, observas de nuevo tu smart watch y puedes saber la distancia recorrida y el tiempo empleado. Cuando la distancia total recorrida se divide entre el tiempo empleado se obtiene la rapidez promedio.
Velocidad
La velocidad de un objeto está compuesta por su rapidez y dirección del movimiento.
Para el ejemplo el mosquito que vuela a 0.55 metros por segundo, se conoce su rapidez. Si además sabemos que se mueve a 0.55 metros por segundo hacia el oeste, entonces conocemos su velocidad. Cuando la rápidez y la dirección no cambian, decimos que el mosquito tiene velocidad constante. Si la rapidez o la dirección cambian, decimos que el mosquito tiene velocidad variable.
La velocidad instantánea indica que tan rápido avanza un objeto y la dirección del movimiento en cada instante. Por otra parte, la velocidad media se obiene de dividir el desplazamiento del objeto, considerando su dirección, entre el tiempo transcurrido.
Aceleración
Sabemos que un objeto tiene velocidad variable si cambia su rapidez o su dirección. La aceleración mide que tan rápido y en que dirección cambia la velocidad conforme transcurre el tiempo, esto es, el cociente de el cambio de velocidad y el tiempo transcurrido.
Supongamos que el mosquito se encuentra volando hacia el oeste y en un segundo aumenta su velocidad de 0.5 metros por segundo a 0.51 metros por segundo y luego, en el siguiente segunto a 0.52 metros por segundo, a 0.53 en el siguiente segundo y así sucesivamente. Como el mosquito cambia la velocidad 0.01 metros por segundo durante cada segundo, la aceleración es de 0.01 metros por segundo cada segundo hacia el oeste.
La aceleración instantánea indica que tan rápido cambia la velocidad de un objeto y la dirección del movimiento en cada instante. Por otra parte, la aceleración media se obiene de dividir el cambio de velocidad del objeto, considerando su dirección, entre el tiempo transcurrido.
Importancia de la cinemática
La cinemática permite analizar y describir el movimiento de los cuerpos en términos de distancia, velocidad, aceleración y tiempo. Esto es crucial en diversos campos, desde la física y la ingeniería hasta la animación por computadora y la biomecánica, ya que permite describir fenómenos naturales, desde el movimiento de planetas y cuerpos celestes en el espacio hasta el movimiento de partículas en un nivel subatómico.
En resumen, la cinemática es esencial en numerosos campos, ya que proporciona las herramientas para comprender, describir y predecir el movimiento de los objetos, lo que resulta fundamental para el avance científico, tecnológico y la innovación en distintas áreas.
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Hola buenas. Tengo una corrección respecto al ejercicio 5. La aceleración fue calculada de forma correcta, sin embargo, al calcular la distancia se debe utilizar la ecuación de itinerario de la posición, en concreto:
X = Xo + Vo • t + (1/2) • a • t^2
Al utilizar esta ecuación, se considera el movimiento acelerado para el desplazamiento del automóvil, en t = 2 [h]. Al utilizar la ecuación que pusiste en la solución, consideras como velocidad final, los 75 [km/h], en lugar de la velocidad alcanzada realmente en t = 2[h], la cual se puede calcular utilizando la ecuación de velocidad.
V = Vo + a • t
Con t= 2 [h], esa V te da un valor de 45 [km/h]. Al utilizar ese valor en la ecuación que tu planteaste, te da el desplazamiento real, el cual te da un valor de 70 [km], lo cual también se obtiene con la ecuación de itinerario de posición:
X = Vo • t + (1/2) • a • t^2
X = (25 • 2) + ((1/2) • (10 • 2^2)) [km]
X = 70 [km]
Hola tienes razón, una disculpa ya se corrigió.
8. Dos vehículos salen al encuentro desde dos ciudades separadas por 300 km, con
velocidades de 60 km/h y 40 km/h, respectivamente. Si el que circula a 40 km/h sale dos
horas más tarde, responda a las siguientes preguntas: a) El tiempo que tardan en encontrarse.
b) La posición donde se encuentran.
En el problema siete está mal la unidad de medida de la aceleración, está se mide en m/s^2 no en m^2
Hola, una disculpa por el error ya se corrigió.
5.- Dos motocicletas están separadas una distancia de 2 km. La primera se mueve a
velocidad (constante) de 25 m·s-1. La segunda, parte de parado con una aceleración
constante de 3 m·s-2. Calcule:
a) Cuanto tiempo tardarán en encontrase, si una va en dirección opuesta a la otra.
b) Si las dos van en la misma dirección, ¿cuánto tiempo tardará la segunda
moticicleta en pillar a la primera?
c) En este último caso, ¿en qué punto la pillará?
Trayectoria de un objeto lanzado
Un balón es llazando ª 30
Con una velocidad inicial de 15 m/s graficar su trayectoria en el plano Xy usando geogebra o tracker