La cinemática es el estudio de la trayectoria en función del tiempo, es considerada una rama de la física que estudia el movimiento de los cuerpos en el espacio, independiente de las causas que la producen. Las causas del movimiento en el estudio de la cinemática no se consideran cinemática, porque la cinemática no toma en cuenta la velocidad o la aceleración, sino su movimiento en el espacio.
A continuación les presentaremos los tipos de movimiento en la cinemática:
En cinemática del movimiento por describir y especificar la posición, la velocidad y la aceleración del cuerpo u objeto.
1. Rectilíneos
Se denomina rectilíneo, aquél cuya trayectoria es una línea recta.
En la recta situamos un origen O, donde estará un observador que medirá la posición del móvil x en el instante t. Las posiciones si el móvil está a la derecha del origen y negativas si está a la izquierda del origen. La posición del móvil se puede relacionar con el tiempo mediante la función.
x=f(t)
2. Circulares
Se define movimiento circular como aquél cuya trayectoria es una circunferencia. Una vez situado el origen O de ángulos describimos el movimiento circular mediante las siguientes magnitudes.
2.1 Posición Angular
En el instante t el móvil se encuentra en tu punto P. Su posición angular viene dada por el ángulo q, este es el cociente entre la longitud del arco s y el radio de la circunferencia r, q=s/r que hace el punto P, el centro de la circunferencia C y el origen de ángulos O.
2.2 Velocidad angular
En el instante t' el móvil se encontrará en la posición P' dada por el ángulo q '. El móvil se habrá desplazado Dq=q ' -q en el intervalo de tiempo Dt=t'-t comprendido entre t y t'.
2.3 Aceleración angular
Si en el instante t la velocidad angular del móvil es w y en el instante t' la velocidad angular del móvil es w'. La velocidad angular del móvil ha cambiado Dw=w' -w en el intervalo de tiempo Dt=t'-t comprendido entre t y t'.
3. Periódicos |
Es el movimiento de un cuerpo o partícula que a intervalos iguales de tiempo repite con las mismas características. La expresión periódico se aplica a esta clase de movimiento, sirve para significar fenómenos o hechos que se repiten igualmente después de un cierto tiempo.
3.1 Circular uniforme
Movimiento uniforme de un punto. su trayectoria es una circunferencia
3.2 Oscilatorio
Movimiento que realiza un cuerpo a uno y a otro lado de su posición de equilibrio
3.3 Pendular
Movimiento lento de una masa suspendida de un hilo, a uno y a otro lado de su posición de equilibrio, en virtud de la acción de la gravedad
3.4 Vibratorio
Movimiento rápido de un punto materia a uno y otro lado de su posición de equilibrio, en virtud de la elasticidad de la inercia
3.5 Ondulatorio
Movimiento vibratorio transmitido sucesivo y gradual, mediante las vibraciones de una partícula a las demás del medio
4. Uniforme
Es importante establecer en un primer momento de dónde proceden, etimológicamente hablando, las palabras que le dan forma al término que ahora nos ocupa. Así, podemos establecer que las dos emanan del latín:
- Movimiento es fruto de la suma de dos componentes: el verbo "moverse", que puede traducirse como "mudar de un lado a otro", y el sufijo "miento", que es indicativo de acción y efecto.
- Uniforme, por otro lado, es el resultado de haber unido dos elementos latinos: "unis", que es equivalente a "uno", y "forme", que ejerce como sinónimo de "forma".
5. Acelerado
Todo objeto en movimiento experimentará una aceleración si cambia su velocidad con el tiempo.
Acelera siempre que cambie su magnitud, su dirección, su sentido o cualquier combinación de estos elementos. Esto se debe a la naturaleza vectorial de la velocidad.
Se considera que el movimiento de un cuerpo es acelerado si aumentas su velocidad con el tiempo y considera que el movimiento del cuerpo es retardado si ocurre lo contrario, es decir disminuye la velocidad con el tiempo.
Si un cuerpo se mueve con rapidez constante es porque la magnitud no cambia, pero si podría cambiar la dirección o el sentido del movimiento, cosa que implica un cambio de velocidad, sin embargo, si se asume que la velocidad es constante no podrán cambiar ninguna de sus propiedades.
Es decir, ni la magnitud, ni la dirección, ni el sentido de la velocidad podrán cambiar.
Por lo anterior se puede definir el movimiento acelerado como cualquier movimiento cuya velocidad no permanezca constante, es decir como un movimiento en el cual la velocidad aumente, disminuya(frene) o cambie de dirección.
La aceleración es el cambio de rapidez en un tiempo:
Donde:
La aceleración de un móvil se puede graficar como distancia vs. tiempo o como velocidad vs. tiempo.
