Movimiento Unidimensional

Movimiento Unidimensional

1. Modelo de Partícula Material

   • La formulación de la partícula material se establece con el fin de estudiar el movimiento principal de un objeto sin considerar sus movimientos internos.

2. Movimiento

   • La rama de la física clásica que estudia el movimiento de los objetos es la mecánica, la cual se subdivide en cinemática y dinámica

3. Cinemática

   • Cambio de posición de una partícula material de un punto de referencia a otro corresponde a un desplazamiento, puede ser una traslación si todas las partículas del objeto experimentan los mismos desplazamientos en un intervalo de tiempo dado.
     • Una rotación es si todas las partículas de dicho cuerpo se mueven en un círculo cuyo centro es el punto de referencia y éste se ubica sobre una línea recta llamada eje de rotación.
   • La cinemática es la rama de la mecánica que estudia la descripción del movimiento de los objetos, considerándolo como una relación de cambio espacio- temporal sin considerar las causas que lo producen, o modifican, ni sus efectos.
     • La razón de cambio del desplazamiento respecto al tiempo es la velocidad del objeto. La velocidad es lineal en el caso de una traslación y angular en el caso deuna rotación.

4. Dinámica

   • Es la rama de la mecánica que estudia el movimiento de los objetos considerando las causas que lo producen o modifican.

5. Marco de Referencia y Sistemas de Referencia

   • Un marco de referencia es una entidad física cualquiera, puede ser un poste, una casa, un vehículo, entre otros.
     • Un sistema de referencia se constituye de un objeto que cumple la función de marco de referencia, un sistema de ejes de coordenadas asociado al marco de referencia y la indicación del instante en el cual se empieza a analizar el movimiento.

6. Carácter Relativo del Reposo y del Movimiento

   • Dependen de la condición del objeto respecto al marco de referencia establecido.

7. Sistemas de Referencia Absolutos y Relativos

   • En la antigüedad, los físicos creían en la existencia de un sistema de referencia absoluto. Por eso para un observador que estuviera en reposo, las cantidades físicas, desplazamiento, velocidad y aceleración tendrían sus valores absolutos o verdaderos.
     • Sin embargo, la física clásica considera como sistema de referencia cualquier sistema, de tal manera que todo objeto que no esté sometido a la acción de una fuerza se encontrará en reposo o se moverá con velocidad constante a lo largo de una trayectoria rectilínea respecto a dicho sistema. A estos sistemas de referencia se les conoce como sistemas inerciales.

8. Vector de Posición y Desplazamiento de una Partícula Material

   • Consideremos que en un sistema de referencia bidimensional y en un instante de tiempo t0, una partícula material se localiza inicialmente en el punto A.
     • El cambio de posición donde se incluye el signo del cambio es el desplazamiento de la partícula material. De este modo, la posición de un objeto también está referida como su desplazamiento desde el origen.
       • De acuerdo con el sistema de referencia, la posición inicial y final de la partícula la determinan las coordenadas x0 y x,
   • El cambio de posición que experimenta una partícula material se llama desplazamiento.Esta cantidad física es un vector que gráficamente se representa mediante el segmento de recta que une su posición inicial con su posición final con sentido hacia la posición final.
     • El cambio de posición o desplazamiento es una operación que se representa así: (Δd) = Vector de posición final (d) – Vector de posición inicial (d0).

9. Rapidez y Velocidad

   • La rapidez promedio (v) se define como la distancia rotal (d) que recorre un objeto dividido entre el tiempo (t) que tarda en recorrerla. La fórmula para expresarla es: v = d/t. Donde v es igual a rapidez media.
   • Si la magnitud de la rapidez promedio es la misma en todas las partes del recorrido, entonces la rapidez es constante.
   • La rapidez es una cantidad física escalar debido a que tanto la distancia como el tiempo también lo son. La rapidez resulta de la combinación de una unidad de longitud dividida entre una unidad de tiempo. La unidad estándar de la rapidez en el si es el m/s
   • Si un objeto experimenta un desplazamiento Δd = en un intervalo de tiempo Δt la velocidad media o velocidad promedio se define como el desplazamiento dividido entre el intervalo de tiempo durante el cual el desplazamiento se lleva a cabo. v = Δd/ Δt. Donde v es igual a velocidad media.
   • Una velocidad positiva nos indica que el movimiento del objeto es en la dirección considerada como positiva; mientras que si es negativa nos indica que el objeto se mueve en la dirección opuesta a la positiva.