Cinemática es la rama de la física que se encarga del estudio del movimiento de los objetos, sin considerar las causas que lo producen. A través de la cinemática, podemos describir y analizar el movimiento en términos de sus variables fundamentales, como la posición, la velocidad y la aceleración. Mediante el uso de ecuaciones y gráficas, podemos cuantificar y predecir el comportamiento de los objetos en movimiento. La cinemática nos permite responder preguntas fundamentales sobre los desplazamientos, trayectorias, cambios de velocidad y aceleración, y nos proporciona las herramientas necesarias para comprender y analizar diversos fenómenos físicos en el mundo que nos rodea.
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Conceptos de movimiento. Desplazamiento, velocidad y aceleración.
En esta parte nos dedicaremos a estudiar el concepto de posición, velocidad y aceleración instantánea, utilizando el concepto de la derivada como pendiente de la recta tangente a una curva en un punto. Esto se construirá en base al concepto de desplazamiento (diferencia entre dos posiciones), velocidad promedio, y aceleración promedio; todo desde la perspectiva unidimensional.
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Movimiento Unidimensional con velocidad constante.
En este tipo de movimiento, los objetos se mueven en línea recta, observando desplazamientos iguales en tiempos iguales. En la realidad es muy difícil lograr que los objetos se muevan de esta forma; sin embargo, su análisis es tan sencillo, que permite obtener resultados de medición bastante certeros cuando se considera una rapidez constante.
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Movimiento Unidimensional con aceleración constante.
Es el movimiento en el que un objeto aumenta su rapidez de manera constante; es decir que cada unidad de tiempo, el objeto aumenta su velocidad en una proporción constante. En el esquema se observa un objeto que aumenta su velocidad en 2 m/s cada segundo.
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Movimiento Vertical.
Es un caso especial del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Las características de este movimiento están definidas por la aceleración de la gravedad. Significa que en nuestro planeta, los resultados experimentales de este fenómeno serán distintos a los de otros planetas, ya que cada uno de ellos tiene su propia gravedad. Estudiaremos elementos como el tiempo total de vuelo, el tiempo en subir, el tiempo en bajar, la altura máxima alcanzada, entre otras cosas.
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Movimiento Parabólico.
Es el primero de los movimientos en dos dimensiones que analizaremos. Se forma de la combinación de un movimiento horizontal con rapidez constante, y uno vertical con aceleración constante (la gravedad). El Alcance, la Altura Máxima, tiempos de vuelo, están definidos por la velocidad de lanzamiento y el ángulo de tiro respecto a la horizontal.
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Movimiento circular.
Es el segundo de los movimientos en dos dimensiones que estudiaremos. Tiene la particularidad que los objetos de mueven en una trayectoria circular, provocada por una fuerza dirigida al centro de la trayectoria que se puede reconocer como fuerza centrípeta o fuerza radial. Las variables son angulares, tanto velocidad, como aceleración y desplazamiento.
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Movimiento General en el plano.
El movimiento general en el plano lo estudiaremos desde el punto de vista vectorial, aplicando las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado en estos casos, y los conceptos de velocidad y aceleración utilizando herramientas de cálculo diferencial y vectores.
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