Ud2 cinematica

UD2 Cinemática.

IES Recesvinto

4ºESO

Esquema de contenidos.

Definición de Movimiento

Parámetros característicos Tipos de movimientos

Posición

Desplazamiento

Trayectoria

Velocidad

Aceleración

Rectilíneos Circulares

UniformeVariado:

Acelerado/decelerado

Analítico Gráfico Analítico Gráfico

Uniforme

¿Qué es la cinemática?¿Y el movimiento?

La Cinemática es la parte de la Física que estudia le movimiento de los cuerpos sin atender a las causas que lo producen.

El movimiento es relativo, depende del sistema de referencia que tomemos.

En base a esto definiremos movimiento como la variación de la posición de un cuerpo respecto de un sistema de referencia en un tiempo determinado.

Móvil: Cuerpo capaz de desplazarse.

Sistemas de coordenadas

Conceptos básicos:

Posición: Es el punto del espacio en el que se encuentra el móvil en cada instante, respecto del sistema de referencia elegido.

Trayectoria: Es la línea imaginaria que describe un cuerpo al desplazarse. Está formada por la sucesión de posiciones del móvil a lo largo del tiempo.

Parámetros característicos:

Desplazamiento: Es la línea recta que une la posición final (P ´) e inicial (P) del cuerpo en dos instantes de tiempo determinados.Δr

Distancia recorrida en un intervalo de tiempo: Es la longitud medida sobre la trayectoria , que existe entre la posición inicial y final. Δs

Parámetros característicos: Velocidad

Definición: Es una magnitud vectorial que cuantifica la rapidez con la que se mueve el cuerpo.

– Módulo: Es la relación entre el espacio recorrido y el intervalo de tiempo empleado en recorrerlo.

– Dirección: Tangente a la trayectoria.– Sentido: El del movimiento.

Tipos de velocidad: – Velocidad instantánea: Cuando el

intervalo de tiempo es infinitesimal, (muy pequeño).

– Velocidad media: Es el cociente entre el espacio total recorrido en el tiempo total empleado cuando el intervalo de tiempo no es infinitesimal.

Unidades del S.I: m/s

Movimiento rectilíneo uniforme: m.r.u.

Definición. Cuando la trayectoria es una recta y la velocidad es siempre constante.

Estudio Analítico: Veamos que características y relaciones tienen los distintos parámetros que definen el movimiento.

a = 0

V = x-x o

t-t o

X = x o + v (t-t o)

.

Movimiento rectilíneo uniforme: m.r.u.

Gráfico: Espacio-tiempo

Movimiento rectilíneo uniforme: m.r.u.

Gráfico: Velocidad-tiempo

Parámetros característicos: Aceleración

Definición: Es una magnitud vectorial que cuantifica la rapidez con que varía la velocidad de un cuerpo.

– Módulo: Es la relación entre la variación de la velocidad y el intervalo de tiempo empleado en variar.

– Dirección: En los movimientos rectilíneos, tangente a la trayectoria. En los circulares en dirección radial.

– Sentido: El del movimiento rectilíneo acelerado, el de la velocidad, en los decelerados el contrario a la velocidad y en los circulares hacia el centro de la circunferencia.

Tipos de aceleración: – Aceleración instantánea: Cuando el intervalo de

tiempo es infinitesimal, (muy pequeño).– Aceleración media: Es el cociente entre la variación

de la velocidad en el tiempo total empleado, cuando el intervalo de tiempo no es infinitesimal.

Unidades del S.I: m/s2

va

m.r.u.a.

m.c.u.

va

m.r.u.r.

Movimiento rectilíneo uniformemente variado: m.r.u.v

Estudio Analítico: Veamos que características y relaciones tienen los distintos parámetros que definen el movimiento.

a = constante. – Acelerado → a > 0.– Decelerado → a < 0

Ecuaciones características:

a =(v F- v0) /t → v F = v0 + a·t

s =v0·t +1/2 · a ·t 2

v F 2- v0

2 = 2 · a · s

Ecuaciones Características

Estudio gráfico de los MRUV

Aplicación del mrur. Seguridad vial.

Conceptos característicos:– Tiempo de reacción.– Distancia de reacción.– Distancia de frenado.– Distancia de seguridad.

Relación entre la velocidad y estos conceptos.

Movimiento vertical de los cuerpos

Caso particular de mrua: La caída libre

Características: Tipo de movimiento: Acelerado Aceleración: g. Velocidad inicial = 0

Gráficas características:

Caso particular de mrud: El lanzamiento vertical.

Características: Tipo de movimiento:

Retardado. Aceleración: g. Velocidad final = 0

Gráficas características:

Movimiento circular uniforme: m.c.u.

Características:– Trayectoria es una circunferencia.– El módulo del vector velocidad lineal (v)es

constante, pero su dirección cambia en cada instante.

– La velocidad angular (ω) es constante.

Movimiento circular uniforme: m.c.u.

Parámetros característicos:– Angulo descrito:

φ , Unidad el radian.– Velocidad angular:

ω, angulo descrito por unidad de tiempo. Unidades rad/s.

– Velocidad lineal: v , arco recorrido por unidad de tiempo,

unidades m/s.– Radio:

r distancia del centro a la trayectoria. Unidades m

– Periodo: T, tiempo que tarda el móvil en dar una vuelta

completa. Unidades s.– Frecuencia:

γ=F=f=N, nº de vueltas que da el móvil en una unidad de tiempo. Unidades: Hz=s-1

– Aceleración centrífuga: ac, es la que obliga al vector velocidad a

cambiar de dirección y sentido.

Movimiento circular uniforme: m.c.u

Ecuaciones características:

ω = (φ - φ 0) /t - t 0

φ = φ 0 + ω ·t

v = ω ·r = l / t

ω = 2π / T = 2π ·γ

ac = v2 /r

T = 2π/ω