ESTUDIO DEL MOVIMIENTO
CINEMÁTICA : es la parte de la física que estudia el movimiento sin tener en cuenta las causas que lo producen.
CINEMÁTICA : es la parte de la física que estudia el movimiento sin tener en cuenta las causas que lo producen.
MOVIMIENTO : es el cambio de posición con respecto al sistema
de referencia y es relativo.
SISTEMA DE REFERENCIA :
es el conjunto de
ejes coordenadas y el punto en el que se cortan, respecto al cual se describe
el movimiento
MAGNITUDES FUNDAMENTALES DEL MOVIMIENTO
TRAYECTORIA : es la línea que
describe en el espacio un cuerpo al moverse. Puede ser rectilínea (des- cribe una recta) y curvilínea (elíptica, circular, parabólica)
POSICIÓN : nos indica el lugar donde está el móvil.
VECTOR DE POSICIÓN : es un vector que va desde el origen de coordenadas hasta el punto donde
se encuentra el móvil. Un vector es un segmento orientado, tiene 3
características : - módulo (nos indica la longitud)
– dirección (es la recta sobre la que se encuentra)
– sentido (dentro de la recta, es hacia que lado va)
DESPLAZAMIENTO : es el segmento
orientado que une la posición inicial con la final.
ESPACIO RECORRIDO : es la longitud de la
trayectoria recorrida por el móvil. El espacio recorrido y la trayectoria sólo
coinciden sí la trayectoria es rectilínea y no cambia el sentido del
movimiento.
VELOCIDAD MEDIA : cociente entre el
espacio recorrido y el tiempo empleado para recorrerlo
Vm =
sfinal - sinicial / tfinal - tinicial
ACELERACIÓN : es la magnitud que mide la rapidez con laque varía la velocidad de un
cuerpo.
a = Vfinal – Vinicial / Tfinal
– Tinicial
TIPOS DE MOVIMIENTOS
MOVIMIENTO RECTILÍNEO
UNIFORME (mru) : su trayectoria es rectilínea, y su aceleración
nula, es decir, en él la velocidad es constante Sfinal =
S0 + V x t
MOVIMIENTO RECTILÍNEO
UNIFORMEMENTE ACELERADO (mrua) : cuando un objeto mantiene
una trayectoria rectilínea y su aceleración es constante Vfinal =
V0 + a x t
LA CAÍDA LIBRE:es el movimiento de caída de un cuerpo sometido solamente a la
aceleración de la gra- vedad (g = 9,8 m/s2) caída libre : V = V0 – g x t lanzam. vert. hacia arriba : sf = s0 + V0
x t – ½ g x t2
MOVIMIENTO CIRCULAR : son moviminetos curvilíneos con trayectoria circular (rotación de la Tierra, el giro de las ruedas de cualquier
vehículo, las agujas del reloj, etc). Sus
magnitudes :
- arco y ángulo : el radián (rad) es el valor del
ángulo central que comprende un arco cuya longitud es igual que el radio con el
que se trace el ángulo. La longitud del arco recorrido (s), es proporcional al
ángulo recorrido (Ø) y al radio de giro (r) s = ø x r
- velocidad angular (ω) : relación entre
el ángulo girado y el tiempo empeado. Unidad en el SI = rad/s
ω = ø / t relación con
la velocidad lineal (v) : v = ω x r
- aceleración normal o
centrípeta (an) : es un vector perpendicular a la velocidad
lineal, su sentido va hacia el centro del giro. Unidad en el SI : m / s2 an
= v2 / r
- periodo (T) : es el tiempo que el móvil
tarda en dar una vuelta completa. Unidad en el SI : segundo
(s)
- frecuencia (v) : es el número de vueltas que el móvil da en una unidad
de tiempo. Unidad en el SI : hercio (s-1) v = 1 / T
MOVIMIENTO CIRCULAR
UNIFORME (mcu) : es aquel en el que el móvil describe una
trayectoria circular con velocidad angular constante : ω = ø / t → ø = ω x t sí el móvil hubiera
descrito un ángulo ø0 antes
de comenzar a medir el tiempo : ø = ø0 + ω
x t
COMPOSICIÓN DE MOVIMIENTOS
Cuando un cuerpo está sometido simultáneamente a varios movimientos
elementales independientes, el movimiento total se obtiene sumando
vectorialmente dichos movimientos parciales.
LAS FUERZAS Y SUS EFECTOS
Llamamos fuerza a toda causa capaz de deformar un cuerpo
(estirar un muelle = deformación elástica - modelar
plastilina = deformación plástica) o modificar
su estado de reposo o movimiento (estaba parado y
comienza a moverse - estaba en movimiento y se para - estaba moviéndose de un
modo y pasa a moverse de otro modo diferente). Clasificación de las
fuerzas : - Fuerzas de contacto (las que
nacen al tocarse los cuerpos) - Fuerzas a distancias (las que interactúan sin necesidad de entrar en contacto) -
Fuerzas instantáneas (actúan durante un
tiempo limitado) - Fuerzas permanentes (actúan durante un tiempo ilimitado).
FUERZAS Y DEFORMACIONES
: LEY DE HOOKE : “ En
todo cuerpo elástico se cumple dentro de ciertos límites, denominados límites de elasticidad, que la deformación
producida es directamente proporcional al valor de la fuerza deformadora ” F = k x x
DINAMÓMETRO : aparatos que se
utilizan para medir fuerzas.
CARÁCTER VECTORIAL DE
LAS FUERZAS : las fuerzas son magnitudes vectoriales. Para definirlas hay que conocer su módulo, dirección, sentido y punto
de aplicación.
EQUILIBRIO : COMPOSICIÓN DE FUERZAS
Un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando
está en reposo o cuando se mueve con movimiento rectilíneo uniforme.
ESTÁTICA : parte de la física
que estudia el equilibrio entre fuerzas
SISTEMA DE FUERZAS :
conjunto de fuerzas que actúan sobre un mismo objeto
FUERZA RESULTANTE : fuerza que
obtenemos de componer (sumar) todas las
fuerzas que actúan sobre un objeto, teniendo en cuenta su módulo, dirección y
sentido
FUERZAS CONCURRENTES :
aquéllas que sus líneas de acción se corten en un punto :
- fuerzas de la misma dirección y mismo sentido : el punto de aplicación, la dirección y el
sentido son los mismos que los de las fuerzas componentes - el módulo se calcula
sumando los módulos de cada una de las fuerzas. R = F1
+ F2
- fuerzas de la misma dirección y sentidos opuestos : el punto de aplicación y la dirección son los
mismos que los de las fuerzas componentes – el sentido es el de la
fuerza componente mayor - el módulo se calcula restando los módulos de las fuerzas
componentes. R
= F2 – F1
- fuerzas con el mismo punto de aplicación y distinta dirección : la dirección, el sentido y el módulo los
determina la diagonal del paralelogramo formado – si las fuerzas son
perpendiculares, el módulo se calcula aplicando el teorema de Pitágoras
F12 + F22
FUERZA EQUILIBRANTE : mismo
punto de aplicación, módulo y dirección, pero sentido opuesto. Para que un
cuerpo esté en equilibrio, la fuerza resultante tiene que ser nula.
COMPOSICIÓN DE FUERZAS PARALELAS :
tienen punto de aplicación diferente :
- fuerzas paralelas del mismo sentido : la resultante es igual a la suma de ellas (R = F1 + F2). El punto
de aplicación de la resultante divide al segmento que las une en segmentos
inversamente proporcionales a las fuerzas F1 / F2 = d2 / d1 → F1 x d1 =
F2 x d2
- fuerzas paralelas de sentido opuesto : la
resultante es la diferencia entre ellas (R = F2
– F1), con sentido igual a la fuerza mayor, y determina
segmentos sustractivos inversamente proporcionales a las fuerzas F1 / F2
= d2 / d1 → F1
x d1 =
F2 x d2
DESCOMPOSICIÓN DE FUERZAS : se
plantea el problema al contrario que en composición de fuerzas, a partir de una
fuerza resultante se obtienen sus fuerzas componentes.
MOMENTO DE UNA FUERZA. LOS GIROS
MOMENTO DE FUERZA : mide la capacidad de la fuerza para producir un giro. Su valor es
el producto del valor de la fuerza por la distancia entre el eje de giro
y la recta de dirección de la fuerza M = d x FMOMENTO DE UN PAR DE FUERZAS : es el sistema formado por dos fuerzas paralelas iguales en mó- dulo y de sentidos contrarios. Es igual al producto del módulo de una de las fuerzas que forman el par por la distancia entre las rectas sobre las que actuan las fuerzas.
