14. CINEMÁTICA GENERALIDADES

FÍSICA - DefiniciónFÍSICA - DefiniciónLa física (griego (phisisphisis), realidad o naturaleza) es la ciencia fundamental sistemática que estudia las propiedades de la naturaleza con ayuda del lenguaje matemático.

Estudia las propiedades de la materia, el tiempo, el espacio , la energía y sus interacciones.

La física no es sólo una ciencia teórica, es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. lunes, 17 de abril de 2023 1UNELLEZ - Porf. Jesús Pulido V.

FÍSICA - GeneralidadesFÍSICA - GeneralidadesDada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química y a la biología, además de explicar sus fenómenos.

La física en su intento de describir los fenómenos naturales con exactitud y veracidad exactitud y veracidad ha llegado a límites impensables, el conocimiento actual abarca desde la descripción de partículas fundamentales microscópicas, el nacimiento de las estrellas en el universo.

Esta tarea comenzó hace más de dos mil años con los primeros trabajos de filósofos griegos como Demócrito o Aristóteles, y continuada después por científicos como Galileo Galilei, Isaac Newton, James Maxwell, Albert Einstein, Niels Bohr, entre muchos otros. lunes, 17 de abril de 2023 2UNELLEZ - Porf. Jesús Pulido V.

Cinemática

Cinemática deriva de la palabra griega (kinein)kinein)= “mover“.

La cinemática es la parte de la física mecánica clásica que se ocupa de describirdescribir el movimiento de

los objetos.

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. Analiza los cambios de movimiento: aceleración,

frenado, reposo.

lunes, 17 de abril de 2023 3UNELLEZ - Porf. Jesús Pulido V.

Cinemática

Movimiento Rectilíneo Uniforme

(MRU)


Contenido Cinemática

Movimiento UnidimensionalMovimiento Unidimensional Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)

Caída Libre

Movimiento BidimensionalMovimiento Bidimensional Vectores Movimiento Parabólico (Horizontal e inclinado)

Movimiento Circular Uniforme (MCU)lunes, 17 de abril de 2023 5UNELLEZ - Porf. Jesús Pulido V.

Contenido Dinámica

Leyes de Fuerzas o de la Naturaleza Leyes de Movimiento o de Newton Aplicaciones de las Leyes

Dinámica sin rozamiento Fuerzas de Rozamiento

Trabajo, energía y conservación de la energía Trabajo y Energía debido a Fuerzas constantes Energía Cinética y Teorema del Trabajo y la Energía

Energía Potencial Potencia Energía mecánica


Bibliografía ubicable en la Biblioteca UNELLEZFísica para Ciencias e Ingenierías (Vol. 1)

Serway, Raymond A. y Jewett, John W.Sexta Edición 2006THOMSON ISBN: 9706864237

Física universitaria Vol. 1Francis W. Sears - Hugh D. Young - Mark. W. Zemansky - Roger A. Freedman11a edición2004PEARSON EDUCACIÓNISBN: 9702605113

Física para Universitarios (Vol. I)Giancoli, Douglas C.Tercera Edición2003PRENTICE HALL MEXICOISBN: 9684444842


CinemáticaDescribir el movimiento de cuerpos

implica…

• ¿Que tipo de movimiento es?

• ¿Cómo se mueven?

• ¿Hacia donde se mueven?

• ¿Con qué velocidad se mueven?

• ¿Dónde estaba inicialmente?

• ¿Dónde se encuentra al final?

• ¿Qué distancia recorre?

• ¿Cuál es su desplazamiento?

• ¿Cuál es su velocidad media?

• ¿Hubo cambio de dirección?lunes, 17 de abril de 2023 8UNELLEZ - Porf. Jesús Pulido V.

Cinemática(contiluación)

Describir el movimiento también implica…

• ¿Cuando y dónde se detienen?

• ¿Cuál fue su aceleración?

• ¿Dónde, cuándo y qué velocidad tienen los cuerpos cuando chocan o se cruzan?

• ¿Cuándo alcanza su altura máxima?

• ¿Cuál es su alcance horizontal?

• ¿Con que velocidad y en que dirección pega cuando llega al suelo?


Sistema de Referencia Para describir el movimiento (Cinemática) o las causas del movimiento de cuerpos (Dinámica) es IMPORTANTE tener un Sistema de Referencia a partir del cual se hace la descripción o se analizan las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.

Tales sistemas son:

Línea Recta (M.R.U. / M.R.U.A / Caída libre)

Plano Cartesiano (Tiro parabólico / M.C.U.)

Sistema tridimensional

Todo Sistema de Referencia Sistema de Referencia debe contener: Origen Convención de signos Unidades


Sistemas de Referencia

Plano xz

Plano yz

Plano

xy

x

y

z

y + ( unidades) eje vertical

(variable dependiente)

x + (unidades)

eje horizontal(variable independiente)

0 1 2 3 4

1

2

-1

-2

-3

-1-2-3-4

2) Sistema de coordenadas del Plano cartesiano

3) Sistema de coordenadas Espacial

l l l l l

l l l

l l l l l

l l l l

3


1) Sistema Lineal:


El desplazamiento o cambio de posición es:

x = xf - xi

Para un desplazamiento particular:x = x3 - x2

Los intervalos de tiempo son:t = tf - ti

Donde tf > ti . Por tanto, siempre ocurre que:t > 0

¡¡¡ No existen tiempos negativos !!!

t(s)

0 2 4 6 8

x (m)

0 30 60 90 120

• El cuerpo recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales

A partir de la observación y medir posición y tiempo, se registran los datos en una Tabulación



.cttetx

Los cambios de posición con respecto al tiempo son uniformes

La gráfica de tiempo contra posición es una línea recta

La expresión matemática de una recta es:

y = m.x + bDonde: bb es la intersección con el eje

vertical. mm es la pendiente de la recta. La pendiente de la recta se

encuentra mediante:0

0

xx

yym

.15080120

0

0 cttesm

ssmm

tx

ttxx

m

En nuestro caso, la pendiente es:



En una gráfica de posición contra tiempo (x vs. t), la la pendiente de la rectapendiente de la recta da la VELOCIDADVELOCIDAD.

La ecuación de la recta se encuentra a partir despejar x de la formula para la pendiente

x = x0 + v (t – t0)También se le conoce como:

Ecuación de movimiento rectilíneo uniforme

(uniforme debido a que la velocidad no cambia, siempre es la misma, es una constante)

Donde a la velocidad se le conoce como velocidad media o velocidad uniforme

.0

0 cttetx

ttxx

vm



En el desplazamiento:Δx = xf – x0

Si xf > x0 entonces Δx > 0 (Mov. Derecha)

Si xf < x0 entonces Δx < 0 (Mov. Izquierda)

Si xf = x0 entonces Δx = 0 (Reposo o Regreso)

Dar Ejemplos:MRU derecha (correr video)MRU izquierda

Analizar el movimiento hacia la izquierda¿Qué valor tiene la velocidad? ¿Qué signo tiene?¿Significa lo mismo velocidad y rapidez?



En una gráfica de x vs. t si la pendiente de la recta es:

Positiva, el cuerpo se mueve hacia la derecha.

Negativa, el cuerpo se mueve hacia la izquierda.

Nula, si el cuerpo permanece en reposo

x (m) 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t(s) - 2 - 4


Nos vemos en el próximo Movimiento..!!

lunes, 17 de abril de 2023UNELLEZ - Porf. Jesús Pulido V. 17

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