VELOCIDAD Y ACELERACIÓN
00 Cinemática
La mecánica es la parte de la Física que estudia los efectos de las fuerzas sobre los cuerpos. Dichos efectos son, esencialmente, de dos tipos: producen equilibrio o bien dan lugar a movimientos acelerados, o también pueden deformar los cuerpos. El estudio de los movimientos puede ser puramente descriptivo —estudio cinemático— o puede pretender justificar cómo es cada movimiento dependiendo de cuáles sean las fuerzas actuantes —estudio dinámico—. La estática se dedica al estudio de cómo las fuerzas que actúan sobre un cuerpo pueden mantenerlo en equilibrio, mientras que la teoría de la elasticidad se dedica al estudio de la capacidad de las fuerzas para deformar los cuerpos. Por tanto, podemos definir:
La CINEMÁTICA es la parte de la Física que se dedica a la sola descripción del movimiento de los cuerpos, sin inmiscuirse en las posibles causas de los mismos.
01 Sistema de referencia
Un sistema de referencia sirve para indicar la posición de un cuerpo dando sus coordenadas. El sistema de referencia no es sólo el sistema de coordenadas, ya que éste no puede estar puesto de cualquier forma en el espacio, sino que ha de estar vinculado a un cuerpo físico, es decir, a un objeto realmente existente que sirva de anclaje del sistema de coordenadas. De lo contrario, no se puede saber dónde se encuentran el origen y los ejes del sistema de coordenadas. Suelen emplearse coordenadas cartesianas, pero se puede utilizar cualquier otro tipo de coordenadas, a saber, polares, cilíndricas, etc. Por ejemplo, si estamos estudiando el movimiento de un cochecito por el suelo, podríamos tomar como sistema de referencia el suelo provisto de un par de ejes perpendiculares OXY de coordenadas cartesianas. La posición del cochecito vendría dada en cada instante por el par ordenado (x, y) que corresponde al punto en que se encuentre el coche.
Se llama SISTEMA DE REFERENCIA a toda pareja formada por un sistema de coordenadas ligado a un sólido rígido.Aquí tendría que haber dibujos de coordenadas cartesianas planas, cartesianas tridimensionales y polares (planas)
02 Reposo y movimento; relatividad de la noción de movimiento
Cuando marchas en el asiento de un automóvil te mueves con respecto a la carretera, pero no te mueves con respecto al asiento delantero. Las nociones de reposo y movimiento son relativas, es decir, no se puede afirmar o negar que algo se mueve con carácter absoluto, sino con respecto a un sistema de referencia. Muchas veces, el contexto permite saber cuál es el sistema de referencia que estamos considerando aunque no lo hayamos mencionado, pero es esencial caer en la cuenta de que el movimiento o el reposo absoluto no existen. Esta peculiaridad del fenómeno físico del movimiento se conoce con el nombre de relatividad del movimiento.
Se dice que un cuerpo está en MOVIMIENTO CON RESPECTO A UN SISTEMA DE REFERENCIA cuando la posición del cuerpo con respecto a dicho sistema cambia con el transcurso del tiempo.
03 Espacio, tiempo y partículas
En Física, el tiempo y el espacio no se definen con palabras sino por la forma en que se miden. Si bien el tiempo tiene un significado en nuestra mente que va más allá de su valor numérico, la Física —con el fin de ser lo más objetiva posible— se limita a definir el tiempo como aquello que "se mide así, con un reloj, un cronómetro, un calendario...". Igual sucede con el espacio. La Física lo define mediante coordenadas (largo, ancho y alto) cuyos valores se determinan con cintas métricas, si bien en nuestro pensamiento el espacio parece ser algo más que esos simples números. En Física, el espacio y el tiempo son magnitudes operacionales, es decir, que se definen por la forma en que se miden.
Los físicos emplean la palabra partícula o punto material para referirse a un cuerpo que es materia pero que es tan pequeño que no ocupa espacio. Tal cosa no existe, desde luego, y no obstante resulta ser un concepto ideal muy útil para desarrollar la Física
04 Trayectoria
El movimiento de un cuerpo real puede ser aparentemente sencillo y, no obstante, encerrar gran complejidad. Por ejemplo, considérese una moneda que rueda sobre una superficie plana. El centro de la moneda describe una línea recta, pero la de un punto del borde es la curva que los matemáticos llaman cicloide. La siguiente animación lo muestra con gran claridad.
Se llama trayectoria de una partícula móvil a la línea que dicha partícula más allá de su valor numérico, la Física —con el fin de ser lo más objetiva posible— se limita a definir el tiempo como aquello que "se mide así, con un reloj, un cronómetro, un calendario...". Igual sucede con el espacio. La Física lo define mediante coordenadas (largo, ancho y alto) cuyos valores se determinan con cintas métricas, si bien en nuestro pensamiento el espacio parece ser algo más que esos simples números. En Física, el espacio y el tiempo son magnitudes operacionales, es decir, que se definen por la forma en que se miden.
Los físicos emplean la palabra partícula o punto material para referirse a un cuerpo que es materia pero que es tan pequeño que no ocupa espacio. Tal cosa no existe, desde luego, y no obstante resulta ser un concepto ideal muy útil para desarrollar la Física.
5 Diferencia entre los movimientos de un cuerpo y de una partícula (incluyendo ejemplo).
6 Clasificación de los movimientos según su trayectoria (incluyendo ejemplos).
7 Definiciones de instante, de intervalo de tiempo y de duración del mismo.
8 Definición de vector desplazamiento.
9 Definición de velocidad media (escalar).
Os invito a que contestéis algunas de las preguntas en los comentarios, un par de ellas por ejemplo, ¡y que no hayan sido publicadas ya varias veces antes por vuestros compañeros!
