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Cinemática

Concepto

La cinemática es la rama de la mecánica 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 utilizado.

Unidad

Las fórmulas cinemáticas son un conjunto de fórmulas que relacionan las cinco
variables cinemáticas listadas a continuación.

 Δ x Desplazamiento
 T Intervalo de tiempo 
 v0  Velocidad inicial 
 v   Velocidad final 
 a   Aceleración constante 

Las fórmulas cinemáticas suelen escribirse como las siguientes cuatro ecuaciones.

¿Cómo seleccionas y usas una fórmula cinemática?

Escogemos la fórmula cinemática que incluya tanto la variable desconocida que


queremos determinar y tres de las variables cinemáticas que ya conozcamos. De esta
forma, podemos resolver para la incógnita que queremos encontrar, que será la única
incógnita en la fórmula.
Por ejemplo, digamos que supiéramos que un libro que se encuentra en el suelo fue
pateado hacia adelante con una velocidad inicial de v0= 5 m/s y que le tomó un intervalo de
tiempo de t=3 s deslizarse un desplazamiento de Δ x=8. Podríamos usar la fórmula
cinemática:

Para resolver algebraicamente para la aceleración desconocida a del libro (suponiendo que


la aceleración fuera constante) ya que conocemos todas las otras variables en esa fórmula
(Δ x, v 0, t) además de a.

Consejo para resolver el problema: observa que a cada fórmula cinemática le falta


alguna de las cinco variables cinemáticas: Δ x, t, v 0, v, a.

Para escoger la fórmula cinemática que sea adecuada para tu problema,


determina cuál variable no se te da y no se te pide encontrar. Por ejemplo, en el problema
de arriba, la velocidad final v del libro ni se nos dio ni se nos pidió, así que deberíamos

escoger una fórmula que no incluya a v. A la fórmula cinemática le


falta el término v, por lo que en este caso es la elección correcta para resolver para la
aceleración a.

Las principales aplicaciones que tiene la cinemática son:

 Estudio de la energía en el movimiento.


 Estudio de los caudales y movimientos del agua.
 Interacción de las piezas mecánicas entre sí.
 Estudio de la rapidez, el tiempo y movimiento.
 Observación de la transformación de energía.
 Generación de trabajo.
 Diseños de construcciones basadas en el movimiento.

La cinemática estudia el movimiento y todo lo que ocurre en este, por ello se puede
aplicar en todo aquello que se mueva.

Clasificación

El estudio de la cinemática usualmente empieza con la consideración de casos


particulares de movimiento con características particulares. Usualmente se empieza el
estudio cinemático considerando el movimiento de una partícula o cuerpo cuya estructura y
propiedades internas pueden ignorarse para explicar su movimiento global. Entre los
movimientos que puede ejecutar una partícula son los siguientes:

Movimiento rectilíneo uniforme. Un movimiento es rectilíneo cuando describe una


trayectoria recta.

Movimiento circular. El movimiento circular es el que se basa en un eje de giro y


radio constante: la trayectoria será una circunferencia. Si, además, la velocidad de giro es
constante, se produce el movimiento circular uniforme, que es un caso particular de
movimiento circular, con radio fijo y velocidad angular referente. En este caso la velocidad
vectorial no es constante, aunque sí puede ser constante la celeridad (o módulo de la
velocidad).

Movimiento armónico simple, que es un tipo de movimiento oscilatorio ejecutado


por una partícula a partir de un centro o punto de equilibrio.

Movimiento parabólico. Se denomina movimiento parabólico al realizado por un


objeto cuya trayectoria describe una parábola. En mecánica clásica se corresponde con la
trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al
avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. También es posible demostrar
que puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos, un
movimiento rectilíneo uniforme horizontal y movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
vertical.

Movimiento pendular. El movimiento pendular es una forma de desplazamiento


que presentan algunos sistemas físicos como aplicación práctica de movimiento cuasi-
armónico. Existen diversas variantes de movimiento pendular: péndulo simple, péndulo de
torsión y péndulo físico.

Movimiento de sólido rígido, es el que se da en un sólido cuyas partículas se


mueven conjuntamente de tal manera que las distancias relativas entre ellas permanecen
constantes a lo largo del tiempo.

Movimiento ondulatorio, se denomina movimiento ondulatorio al movimiento que


se da sobre un medio continuo en el que una perturbación se propaga desde una partícula
a las partículas vecinas sino que exista un flujo neto de masa, aun cuando sí halla
transporte de energía en el medio.

TIPOS

ROTACIÓN: Es el movimiento de cambio de orientación de un cuerpo o un sistema


de referencia de forma que una línea (llamada eje de rotación) o un punto permanece fijo.

TRASLACIÓN: En física, es un movimiento en el cual se modifica la posición de un


objeto, en contraposición a una rotación.

Principios

1. El móvil es el cuerpo en movimiento que se va a observar. Decimos que un cuerpo se


mueve al compararlo con otro que esté en reposo.
2. El espacio físico es el lugar en donde los objetos existen y en dónde los fenómenos
físicos que les afectan tienen lugar.
3. El tiempo es la magnitud con la que calculamos el intervalo que transcurre desde el
comienzo hasta el final del proceso o cambio que queremos medir. Es decir, la
duración del fenómeno que produce un cambio.
4. El movimiento es el cambio continuo de posición que podemos observar en un cuerpo
o móvil.
5. La trayectoria es la línea imaginaria que va trazando el cuerpo mientras está en
movimiento.
6. El desplazamiento es la distancia recorrida independientemente de la trayectoria trazada
durante el movimiento.
7. La posición de un cuerpo es la distancia a la cual este se encuentra respecto a un punto
o un conjunto de puntos. La posición de un cuerpo se puede expresar en unidades de
medida de longitud como una distancia en una dimensión sobre una recta, con dos
dimensiones en un plano o en el espacio de tres dimensiones.

Cuál es la tecnología para producirlo


La tecnología hoy en día nos ofrece muchas formas de registrar el movimiento
efectuado por un cuerpo. Así, para medir la velocidad de los vehículos se dispone del radar
de tráfico cuyo funcionamiento se basa en el efecto Doppler. El tacómetro es un indicador
de la velocidad de un vehículo basado en la frecuencia de rotación de las ruedas. Los
caminantes disponen de podómetros que detectan las vibraciones características del paso
y, suponiendo una distancia media característica para cada paso, permiten calcular la
distancia recorrida. El vídeo, unido al análisis informático de las imágenes, permite
igualmente determinar la posición y la velocidad de los vehículos.

Cuáles son los subproductos

Los subproductos de la cinemática son máquinas elaboradas que trabajan de


acuerdo a una serie de movimientos consecutivos: como por ejemplo la máquina para la
manipulación de muestras de laboratorio.

Cuáles son los países productores del producto que usan esa energía y cuál
es su equivalente al petróleo

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