La Cinemática 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. La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s. En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la dirección del desplazamiento y el módulo, al cual se le denomina celeridad o rapidez. De igual forma que la velocidad es el ritmo o tasa de cambio de la posición por unidad de tiempo, la aceleración es la tasa de cambio de la
velocidad por unidad de tiempo. En física, la aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s2.En la mecánica newtoniana, para un cuerpo con masa constante, la aceleración del cuerpo es proporcional a la fuerza que actúa sobre él (segunda ley de Newton): donde F es la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo, m es la masa del cuerpo, y a es la aceleración. La distancia se refiere a cuanto espacio recorre un objeto durante su movimiento. También se dice que es la suma de las distancias recorridas. Por ser una medida de longitud, la distancia se expresa en unidades de metro según el Sistema Internacional de Medidas.
Al expresar la distancia, por ser una cantidad escalar, basta con mencionar la magnitud y la unidad. Imagina que comienzas a caminar siguiendo la trayectoria: ocho metros al norte, doce metros al este y finalmente ocho metros al sur. Luego del recorrido, la distancia total recorrida será de 28 metros. El número 28 representa la magnitud de la distancia recorrida.
Ejemplo 1:La luz proveniente del sol tarda 8.3 minutos en llegar a la Tierra. La rapidez de la luz es de 3 X 108m/s. ¿A cuántos metros de distancia está la Tierra del Sol? t = 8.3 min= 8.3 min X 60s/min = 498 s Ecuación:
V=d/t despejando para d, d=vt Sustituyendo los
valores correspondientes: d=(3 X 108m/s) (498s) =1.494 X 1011m/s La respuesta es: La distancia entre la Tierra y el Sol es de 1.5 X 1011m/s El desplazamiento se refiere a la distancia y la dirección de la posición final respecto a la posición inicial de un objeto. Al igual que la distancia, el desplazamiento es una medida de longitud por lo que el metro es la unidad de medida. Sin embargo, al expresar el desplazamiento se hace en términos de la magnitud con su respectiva unidad de medida y la dirección. El desplazamiento es una cantidad de tipo vectorial. Los vectores se describen a partir de la magnitud y de la dirección. Observa que recorres 8m en dirección Norte, luego 2 m en dirección Este y por último 8 m en dirección Sur. Para el desplazamiento solo importa el punto de inicio y el punto final por lo que el vector entrecortado muestra el desplazamiento. El resultado es 12m en dirección Este. Para esto recorres una distancia de 28m. Matemáticamente, el desplazamiento (Δd) se calcula como: donde df es la posición final y di es la posición inicial del objeto. El signo del resultado de la operación indica la dirección del desplazamiento según el sistema de coordenadas definido. Cuando el objeto termina en el mismo lugar de inicio el desplazamiento será cero aunque la distancia no necesariamente lo sea. A esta trayectoria en la que la posición final e inicial son iguales, se conoce como un paso cerrado. El cambio en la posición de un
objeto también se puede representar gráficamente. Las características de la
gráfica son parámetros que nos ayudan a describir el movimiento del objeto bajo
estudio. Respuesta: Se conoce la velocidad que es v=25m/s, Norte, sabemos el cambio del tiempo que es Δt= 1s, 2s y 3s. Se desconoce el cambio en el desplazamiento Δd. Estrategia: El desplazamiento es el área bajo la curva o Δd = v Δt a. Δd = v Δt= (25m/s) (1s) = 25 m b. Δd = v Δt = (25m/s) (2s) = 50m c. Δd = v Δt = (25m/s) (3s) =
75m = 80m
Unidades fundamentales del Sistema Internacional de Unidades. |
En Física existen innumerables magnitudes diferentes, fuerza, potencia, energía,
presión, temperatura, velocidad, potencial eléctrico, resistencia, carga eléctrica, tiempo, intensidad luminosa...
Cada una de ellas tiene su unidad o unidades correspondientes, pero si hubiera que fijar una unidad diferente para cada magnitud la lista de unidades sería muy grande, sin embargo, como las magnitudes están relacionadas unas con otras, no ha sido necesario fijar más que siete unidades fundamentales. Todas las demás se pueden definir en función de estas siete. <>
| Magnitud | Unidad | Símbolo |
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Un metro se define como la distancia que viaja la luz en el vacío en 1/299792458 segundos. Un kilogramo se define como la masa del Kilogramo Patrón, un cilindro compuesto de una aleación de platino-iridio. Actualmente es la única que se define por un objeto patrón. Un segundo (s) es el tiempo recorrido por 9 192 631 770 ciclos de la radiación
correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental
del átomo de cesio 133. Esta definición fue adoptada en 1967. Intensidad de corriente eléctrica-Amperio El amperio, también llamado ampere, (A) es la intensidad de una corriente eléctrica
constante que, mantenida en dos conductores paralelos de longitud infinita, produce una fuerza entre ellos igual a 2×10-7 newtons por cada metro. El kelvin (K) se define
como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Cantidad de sustancia-mol Un mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales. Cuando se usa el mol, las entidades elementales deben ser especificadas y pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos específicos de tales partículas Intensidad Luminosa-candela Una candela (cd) es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación
monocromática con frecuencia de 540 × 1012 Hz de forma que la intensidad de radiación emitida, en la dirección indicada.
Cantidades Escalares:
Son aquellas que sólo requieren para su determinación una magnitud.
Ejemplo: masa, potencia, energía
Cantidades Vectoriales
Son aquellas que necesitan, para ser determinadas, de una
magnitud, una dirección y un sentido.
Ejemplo: desplazamiento, velocidad, fuerza, etc.
Las cantidades vectoriales se representan gráficamente mediante una flecha
llamada vector.
Un vector es un segmento de recta dirigido que posee un punto de origen, cabeza
o flecha (sentido), dirección (ángulo de inclinación respecto de la horizontal)
y metrización (valor numérico)
1 comentarios:
aqui esta un video que en el cual se ve expresado un ejemplo sobre la cinematica...
http://www.youtube.com/watch?v=rojYw_5vbeQ feature=fvst
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