Cinematica
La cinemática es la parte de la mecánica clásica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limitándose esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. Cinemática deriva de la palabra griega κινεω (kineo) que significa mover.
En la cinemática se utiliza un sistema de coordenadas para describir las trayectorias y se le llama sistema de referencia. La velocidad es el ritmo con que cambia la posición. La aceleración es el ritmo con que cambia la velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.
En la cinemática se utiliza un sistema de coordenadas para describir las trayectorias y se le llama sistema de referencia. La velocidad es el ritmo con que cambia la posición. La aceleración es el ritmo con que cambia la velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.
Movimiento rectilíneo uniforme
Para este caso la aceleración es cero por lo que la velocidad permanece constante a lo largo del tiempo. Esto corresponde al movimiento de un objeto lanzado en el espacio fuera de toda interacción, o al movimiento de un objeto que se desliza sin fricción. Siendo la velocidad v constante, la posición variará linealmente respecto del tiempo, según la ecuación:
Para este caso la aceleración es cero por lo que la velocidad permanece constante a lo largo del tiempo. Esto corresponde al movimiento de un objeto lanzado en el espacio fuera de toda interacción, o al movimiento de un objeto que se desliza sin fricción. Siendo la velocidad v constante, la posición variará linealmente respecto del tiempo, según la ecuación:
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
En éste la aceleración es constante, por lo que la velocidad de móvil varía de forma lineal y la posición de manera parabólica respecto del tiempo. Las ecuaciones que rigen este movimiento son las siguientes:
Movimiento parabólico
Figura 1. Esquema mostrando velocidad inicial del tiro parabólico y acción de la gravedad.
En éste la aceleración es constante, por lo que la velocidad de móvil varía de forma lineal y la posición de manera parabólica respecto del tiempo. Las ecuaciones que rigen este movimiento son las siguientes:
Movimiento parabólico
Figura 1. Esquema mostrando velocidad inicial del tiro parabólico y acción de la gravedad.
Figura. Objeto disparado con un ángulo desde un punto que sigue una trayectoria parabólica.
El movimiento parabólico se puede analizar como la composición de dos movimientos rectilíneos distintos: uno horizontal (según el eje x) de velocidad constante, y otro vertical (según eje y) uniformemente acelerado, con la aceleración gravitatoria. La conjugación de ambos da como resultado una trayectoria parabólica.
El desplazamiento horizontal está dado por la ley del movimiento uniforme, por tanto sus ecuaciones serán (si es ):
El movimiento parabólico se puede analizar como la composición de dos movimientos rectilíneos distintos: uno horizontal (según el eje x) de velocidad constante, y otro vertical (según eje y) uniformemente acelerado, con la aceleración gravitatoria. La conjugación de ambos da como resultado una trayectoria parabólica.
El desplazamiento horizontal está dado por la ley del movimiento uniforme, por tanto sus ecuaciones serán (si es ):
En tanto que el movimiento según el eje será rectilíneo uniformmente acelerado (tiro vertical), siendo sus ecuaciones rigentes:
Si se reemplaza para eliminar el tiempo en las ecuaciones que dan las posiciones e , se obtendrá la ecuación de la trayectoria en el plano, que tendrá la forma:
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