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
