cinematica

La cinemática (del griego κινέιν kinéin 'mover, desplazar') es la rama de la física que describe el movimiento de los objetos sólidos sin considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita, principalmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. Para ello utiliza velocidades y aceleraciones, que describen cómo cambia la posición en función del tiempo. La velocidad se determina como el cociente entre el desplazamiento y el tiempo utilizado, mientras que la aceleración es el cociente entre el cambio de velocidad y el tiempo utilizadoTIPOS DE MOVIMIENTOS

Movimiento rectilíneo

Es aquel en el que el móvil describe una trayectoria en línea recta.

Movimiento rectilíneo uniforme

Variación en el tiempo de la posición y la velocidad para un movimiento rectilíneo uniforme.

En este movimiento el móvil se desplaza por una recta a velocidad V constante; la aceleración a es cero todo el 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:{\displaystyle V={\text{constante}}\,}

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

Variación en el tiempo de la posición, la velocidad y la aceleración en un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

En este 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:

la velocidad final es igual a la velocidad inicial del móvil mas la aceleración por el incremento de tiempo. Si  t₀= 0 {\displaystyle t_{0}=0}entonces:

V= V₀ + at

{\displaystyle V=V_{0}+a\,t}La velocidad final es igual a la velocidad inicial más la aceleración por el tiempo.

Partiendo de la relación que calcula la velocidad:

Obsérvese que si la aceleración fuese nula, las ecuaciones anteriores corresponderían a las de un movimiento rectilíneo uniforme, es decir, con velocidad {\displaystyle \ V=V_{0}}V = V₀  constante. Si el cuerpo parte del reposo acelerando uniformemente, entonces la V₀ = 0.

Movimiento armónico simple

Movimiento armónico simple

Una masa colgada de un muelle se mueve con un movimiento armónico simple.

Es un movimiento periódico de vaivén, en el que un cuerpo oscila a un lado y a otro de una posición de equilibrio en una dirección determinada y en intervalos iguales de tiempo. Matemáticamente, la trayectoria recorrida se expresa en función del tiempo usando funciones trigonométricas, que son periódicas. Así por ejemplo, la ecuación de posición respecto del tiempo, para el caso de movimiento en una dimensión es:

La que corresponde a una función sinusoidal de frecuencia {\displaystyle f\,} f, de amplitud A y fase de inicial     . {\displaystyle \phi \,}

Los movimientos del péndulo, de una masa unida a un muelle o la vibración de los átomos en las redes cristalinas son de estas características.

La aceleración que experimenta el cuerpo es proporcional al desplazamiento del objeto y de dirección contraria, desde el punto de equilibrio. Matemáticamente:

Donde {\displaystyle k\,} k es una constante positiva y {\displaystyle x\,} x se refiere a la elongación (desplazamiento del cuerpo desde la posición de equilibrio). Variación de la posición respecto del tiempo para el movimiento oscilatorio armónico.

que la expresión de la aceleración es más complicada, necesitando agregar nuevos términos relacionados con la fricción. Una buena aproximación a la realidad es el estudio del movimiento oscilatorio amortiguado.