lunes, 10 de noviembre de 2014
Clase Nro. 1
Cinemática
La cinemática estudia los movimientos de los cuerpos
independientemente de las causas que lo producen. En el caso del movimiento rectilíneo, se simularán dos prácticas que realizan los estudiantes en el laboratorio, que consiste en un móvil que desliza por un carril sin apenas rozamiento. En la primera práctica simulada, se determinará la velocidad constante de un móvil, en la segunda, se determinará la aceleración de un móvil en movimiento uniformemente acelerado.
Ambas prácticas, se prestan especialmente para representar en una gráfica los datos obtenidos y aplicar el procedimiento denominado regresión lineal, trazando la recta que mejor ajusta a los resultados experimentales. Se completa aquí el capítulo primero, en la parte correspondiente a las medidas.
La cinemática es una rama de la física dedicada al estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio, sin atender a las causas que lo producen (lo que llamamos fuerzas). Por tanto la cinemática sólo estudia el movimiento en sí, a diferencia de la dinámica que estudia las interacciones que lo producen.
Proyectiles
Cualquiera que haya observado una pelota de béisbol en movimiento (o
cualquier objeto lanzado al aire) ha observado el movimiento de proyectiles.
Esta forma muy común de movimiento es sorprendentemente simple de analizar si
se hacen las siguientes dos suposiciones:
1.
La
aceleración de caída libre, g,
es constante en todo el intervalo de movimiento y está dirigida hacia abajo.
2.
El
efecto de la resistencia del aire puede ignorarse.
Con estas suposiciones, se encuentra que la curva que describe un
proyectil, y que se conoce como su trayectoria, siempre es una parábola.
Si elegimos un sistema de coordenadas tal que el eje y apunte en
dirección vertical y positiva hacia arriba, entonces ay =
-g, y ax
= 0.
Supóngase que en t = 0, un proyectil es lanzado desde la posición inicial
dada por el vector (x0, y0)
con una velocidad inicial cuya magnitud es v0 y formando un ángulo θ0 con la horizontal. Las ecuaciones para la
velocidad y la posición del proyectil para cualquier tiempo t son:
En la primera de estas cuatro ecuaciones, se ve que la velocidad horizontal
permanece constante debido a que en esa dirección la aceleración es cero. En
cambio, la velocidad vertical primeramente es positiva (si el proyectil se
lanza hacia arriba) y comienza a disminuir hasta que se hace cero y luego
cambia de dirección apuntando hacia abajo. Véase la figura 1, donde se muestra
el caso de un proyectil que es lanzado desde el origen con velocidad inicial de
50 m/s y un ángulo de disparo de 60o.
Un proyectil es cualquier objeto que es lanzado. Este puede ser un balón
de baloncesto, de fútbol una flecha o una bala de cañón. Una vez el
proyectil es lanzado la única fuerza que actúa es la fuera gravitacional
debido a la acción de la acelaración gravitacional de la Tierra. El
movimiento de proyectil sigue una trayectoria que es en forma de una
parábola.
Tipos de proyectiles
Hay distintos tipos de proyectiles. Este puede ser dejado cael, puede
ser lanzado directamente hacia arriba o puede ser lanzado hacia al
frente, somo se muestra en la siguiente figura. En cada uno de los
casos el proyectil continúa su movimiento debido a la atracción de la
fuerza gravitacional y la inercia.
Movimiento en dos dimensiones
