CINEMATICA

 La cinemática es una rama de la física que estudia el movimiento de los objetos sólidos y su trayectoria en función del tiempo, sin tomar en cuenta el origen de las fuerzas que lo motivan. Se enfoca en el estudio de la velocidad (el cambio en el desplazamiento por unidad de tiempo) y la aceleración (cambio de velocidad) de los objetos en movimiento.

En la cinemática, se utilizan diferentes elementos para describir el movimiento de los objetos. Algunos de estos elementos incluyen:

• Posición: Es el vector posición en función del tiempo.
• Posición inicial: Es el valor del vector posición en el tiempo cero.
• Velocidad inicial: Es el vector velocidad en el tiempo cero.
• Aceleración: Es el vector aceleración, que se supone constante.
• Tiempo: Representa el tiempo transcurrido durante el movimiento.

La cinemática también se aplica en diferentes situaciones de movimiento, como un móvil que avanza sin acelerar a velocidad constante, un móvil que acelera, un cuerpo que cae verticalmente desde un acantilado, entre otros .

 

Es importante destacar que la cinemática se centra en el estudio del movimiento y no tiene en cuenta las fuerzas que lo causan. Para analizar las fuerzas y las causas del movimiento, se requiere el estudio de la dinámica, otra rama de la física.

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

El Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) es un tipo de movimiento en el que un objeto se desplaza en línea recta a una velocidad constante. Algunas características del MRU son:

• Trayectoria rectilínea.
• Velocidad constante (aceleración igual a cero).

La ecuación principal del MRU es:

x(t) = x₀ + v(t - t₀)

Donde:

• x(t) es la posición final del objeto en el tiempo t.
• x₀ es la posición inicial del objeto.
• v es la velocidad constante del objeto.
• t₀ es el tiempo inicial.

En el MRU, la velocidad del objeto no cambia a lo largo del tiempo y su posición se puede calcular utilizando la ecuación mencionada anteriormente.

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA)

El Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA) es un tipo de movimiento en el que un objeto se desplaza en línea recta con una aceleración constante. Algunas características del MRUA son:

• Trayectoria rectilínea.
• Aceleración constante.
• Velocidad que varía con el tiempo.

Las ecuaciones principales del MRUA son:

v = v₀ + at

x = x₀ + v₀t + (1/2)at²

Donde:

• v es la velocidad final del objeto.
• v₀ es la velocidad inicial del objeto.
• a es la aceleración constante del objeto.
• t es el tiempo transcurrido.
• x es la posición final del objeto.
• x₀ es la posición inicial del objeto.

En el MRUA, la velocidad del objeto cambia a lo largo del tiempo debido a la aceleración constante. La posición del objeto se puede calcular utilizando la segunda ecuación mencionada anteriormente.

Objetos en caída libre

En la cinemática de la caída libre, se estudia el movimiento de un objeto que cae verticalmente desde una altura sin tener en cuenta la resistencia del aire u otras fuerzas externas significativas.

Aquí hay algunos puntos clave sobre la caída libre:

• En la caída libre, la única fuerza que actúa sobre el objeto es la gravedad, que lo acelera hacia abajo.
• La aceleración debido a la gravedad se denota como "g" y tiene un valor promedio de aproximadamente 9.8 m/s² en la superficie de la Tierra.
• La aceleración debido a la gravedad es constante durante la caída libre, lo que significa que la velocidad del objeto aumenta uniformemente a medida que cae.
• La trayectoria de la caída libre es una línea recta vertical hacia abajo.
• La velocidad inicial del objeto en la caída libre puede ser cero si se deja caer desde el reposo o puede tener un valor inicial si se lanza hacia abajo.
• Las ecuaciones cinemáticas utilizadas para describir el movimiento en la caída libre son similares a las del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA).
• Algunas de las ecuaciones utilizadas en la caída libre son:
• Velocidad final: v = v₀ + gt
• Posición: y = y₀ + v₀t + (1/2)gt²
• Velocidad final al cuadrado: v² = v₀² + 2g(y - y₀)
• Donde v es la velocidad final, v₀ es la velocidad inicial, g es la aceleración debido a la gravedad, t es el tiempo transcurrido, y y₀ es la posición inicial.

Es importante tener en cuenta que en situaciones reales, como la caída de objetos en la atmósfera terrestre, la resistencia del aire puede afectar el movimiento y no se puede considerar una caída libre pura. Sin embargo, en muchos problemas de física, se asume la caída libre para simplificar los cálculos.

Formulas para Cinemática: 

M.R.U

M.R.U.A