Lección 2 - Introducción a la cinemática
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| Allisson Renwick |
Clase Nº 1
Introducción a la Cinemática
Objetivo:
Conocer, analizar y diferenciar la cinámica y los tipos de movimiento que
estudia.
¡Estimados participantes, reciban un cordial saludo de bienvenida a la primera clase de la lección Nº2, Introducción a la
cinemática! Esta lección abarcará temas como la cinemática, su definición e
historia, y los tipos de movimiento que estudia esta ciencia. Espero que los
conocimientos que adquirirán sean significativos.
Cinemática
La cinemática
es el área de la física que se preocupa por estudiar el movimiento de los
cuerpos sin tomar en cuenta las causas del mismo. Se centra en estudiar las
trayectorias de los cuerpos a lo largo del tiempo a través del uso de
magnitudes como el desplazamiento,
la velocidad y la aceleración.
Definición e Historia
A
continuación les invitamos a escanear el siguiente código para obtener un
documento con mayor información sobre la definición e historia de la cinemática.
Los elementos básicos de la cinemática son el espacio, el tiempo y un móvil.
Le invitamos a ver el vídeo sobre la cinemática y algunos conceptos esenciales.
Tipos de movimientos
Los elementos básicos de la cinemática son tres:
espacio, tiempo y un móvil. Debemos tener en consideración que en la mecánica
clásica los primeros dos (tiempo y espacio) son dimensiones absolutas,
independientes del móvil y previos a su existencia.
El espacio se describe mediante la geometría euclideana (es el estudio de las propiedades geométricas de los espacios euclídeos), el tiempo se considera único en cualquier región del universo, y un móvil puede ser un cuerpo cualquiera en movimiento. Los móviles más simples son las partículas (y su estudio abre el campo de la cinemática de partículas), pero más frecuentemente se considera a los sólidos rígidos.
En
ese sentido, la cinemática clásica contempla los siguientes tipos de
movimiento:
- Movimiento
Rectilíneo Uniforme (M.R.U.).
- Movimiento
Rectilíneo Uniformemente Acelerado (M.R.U.A).
- Movimiento
parabólico
- Movimiento
circular uniforme (M.C.U).
- Movimiento
circular uniformemente acelerado (M.C.U.A)
- Movimiento
armónico simple (M.A.S).
- Movimiento armónico complejo (M.A.C.).
A continuación se amplían los tipos de movimientos
Fundamento de la cinemática clásica
El movimiento trazado por una partícula lo mide un
observador respecto a un sistema de referencia. Desde el punto de vista
matemático, la cinemática expresa cómo varían las coordenadas de posición de la
partícula (o partículas) en función del tiempo. La función matemática que
describe la trayectoria recorrida por el cuerpo (o partícula) depende de la
velocidad (la rapidez con la que cambia de posición un móvil) y de la
aceleración (variación de la velocidad respecto del tiempo).
El movimiento de una partícula (o cuerpo rígido) se
puede describir según los valores de velocidad y aceleración, que son
magnitudes vectoriales:
- Si la aceleración es nula, da
lugar a un movimiento rectilíneo uniforme y la
velocidad permanece constante a lo largo del tiempo.
- Si la aceleración es constante
con igual dirección que la velocidad, da lugar al movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y la
velocidad variará a lo largo del tiempo.
- Si la aceleración es constante
con dirección perpendicular a la velocidad, da lugar al movimiento circular uniforme, donde el módulo de la
velocidad es constante, cambiando su dirección con el tiempo.
- Cuando la aceleración es
constante y está en el mismo plano que la
velocidad y la trayectoria, tiene lugar el movimiento
parabólico, donde la componente de la velocidad en la dirección de
la aceleración se comporta como un movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado, y la componente perpendicular se comporta como un movimiento
rectilíneo uniforme, y se genera una trayectoria parabólica al componer ambas.
- En el movimiento armónico simple se tiene un movimiento periódico de vaivén, como el del péndulo, en el cual un cuerpo oscila a un lado y a otro desde la posición de equilibrio en una dirección determinada y en intervalos iguales de tiempo. La aceleración y la velocidad son funciones, en este caso, sinusoidales del tiempo.
Bibliografía
- colaboradores de Wikipedia. (2020, 17 junio). Cinemática. Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Cinem%C3%A1tica
- Caballero, J. (2018, 2 mayo). Cinemática: Historia, Principios, Fórmulas, Ejercicios. Lifeder. https://www.lifeder.com/cinematica/
- Formulas, U. (2020, 4 abril). Tipos de movimiento. Universo Formulas. https://www.universoformulas.com/fisica/cinematica/tipos-movimiento/
Actividades
Tiempo
estimado de clases: 4 semanas
Actividad
1: Exposición y
trabajo
Consigna: En
grupo de 3 estudiantes, realizar una exposición acerca de la definición, historia y fundamentado de la cinemática, la misma se estará realizando en la plataforma
Google Meet y entregar un resumen, en la plataforma Classroom, la cual debe
contener aspectos que haya aprendido.
Plazo de entrega: 9 al 11 de septiembre
Actividad 2: Taller -práctica
Consigna: Trabajo
individual, debe realizar un taller de reconocimiento del tipo de movimiento
aprendido. Entregar en la plataforma Classroom
Fecha de entrega: 18
de agosto
Actividad 3: Taller-práctica
Consigna: Trabajo
individual, debe realizar un taller de reconocimiento del tipo de movimiento
aprendido. Entregar en la plataforma Classroom
Fecha de entrega: 25
de agosto
Actividad
4: Prueba escrita
Consigna: se
realizará una prueba escrita sobre las características esenciales de la cinemática
y los tipos de movimientos, que se le estará entregando a través de la plataforma
Classroom.
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