Introducción a la Física: Conceptos Fundamentales, Monografías, Ensayos de Cinemática

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CINEMÁTICA Y DINÁMICA

GRUPO 1352

ROMERO RODRÍGUEZ EVELYN NAOMI

Posición Indica la localización de una partícula en el espacio o en el espacio-tiempo. La posición de una partícula en el espacio se representa como una magnitud vectorial respecto a un sistema de coordenadas de referencia. La posición de una partícula se representa mediante el vector de posición o radio vector, usualmente con la letra r o mediante coordenadas del punto geométrico del espacio en que se encuentra la partícula. La diferencia del vector posición entre dos posiciones distintas recibe el nombre de vector desplazamiento y se le designa por ∆r desplazamiento finito o por desplazamiento infinitesimal dr. El vector posición, como todo vector, cuenta con un módulo , una dirección y un sentido.  Módulo : Su expresión viene dada por: Módulo =√x2+y Representa la distancia al origen de coordenadas. Gráficamente se corresponde con el tamaño del vector. El vector se corresponde con la hipotenusa de un triángulo rectángulo que tiene como catetos las coordenadas X e Y. De ahí que podamos usar el teorema de Pitágoras para su cálculo:  Dirección : Se trata de la recta que contiene al vector.  Sentido : El sentido, marcado por la punta de la flecha, apuntando al objeto en movimiento. Velocidad Es una magnitud vectorial y se representa mediante flechas que indican la dirección y sentido del movimiento que sigue un cuerpo y cuya longitud representa el valor numérico o módulo de la misma. Depende del desplazamiento, es decir, de los puntos inicial y final del movimiento, y no como la rapidez, que depende directamente de la trayectoria. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s). También puede definirse como la cantidad de espacio recorrido por unidad de tiempo con la que un cuerpo se desplaza en una determinada dirección y sentido. Se trata de un vector cuyo módulo, su valor numérico, se puede calcular mediante la expresión: v=ΔrΔtΔrΔtrΔrΔtt  v : Módulo de la velocidad del cuerpo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s)  ∆r : Módulo del desplazamiento. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m)  ∆t : Tiempo empleado en realizar el movimiento_._ Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el segundo (s). Aceleración Variación de velocidad que tiene un cuerpo en el transcurso del tiempo ya sea en módulo

o en dirección. Se representa normalmente por a y a su módulo por a , sus dimensiones

son ( L ∗ T^2 ), su unidad en el sistema internacional es (m/ s^2 ).

Tiempo Se concibe como una magnitud absoluta, es decir, es un escalar cuya medida es idéntica para todos los observadores (una magnitud relativa es aquella cuyo valor depende del observador concreto). Esta concepción del tiempo recibe el nombre de tiempo absoluto. Esa concepción está de acuerdo con la concepción filosófica de Kant, que establece el espacio y el tiempo como necesarios para cualquier experiencia humana. Kant asimismo concluyó que el espacio y el tiempo eran conceptos subjetivos. Mas, no por ello, Kant establecerá que tiempo y espacio sean dimensiones absolutas, ni en sí mismas, sí apoyadas, en cambio, por Newton y Leibniz respectivamente. Para Kant no son dimensiones sino formas puras de la intuición suministrada por la experiencia, de manera que, al no tratarse de magnitudes, no hay posible choque entre ellas. Fijado un evento, cada observador clasificará el resto de eventos según una división tripartita clasificándolos en: (1) eventos pasados, (2) eventos futuros y (3) eventos ni pasados y ni futuros. La mecánica clásica y la física prerrelativista asumen:

1. Fijado un acontecimiento concreto todos los observadores sea cual sea su estado de movimiento dividirán el resto de eventos en los mismos tres conjuntos (1), (2) y (3), es decir, dos observadores diferentes coincidirán en qué eventos pertenecen al pasado, al presente y al futuro, por eso el tiempo en mecánica clásica se califica de "absoluto" porque es una distinción válida para todos los observadores (mientras que en mecánica relativista esto no sucede y el tiempo se califica de "relativo").
2. En mecánica clásica, la última categoría, (3), está formada por un conjunto de puntos tridimensional, que de hecho tiene la estructura de espacio euclídeo (el espacio en un instante dado). Fijado un evento, cualquier otro evento simultáneo, de acuerdo con la mecánica clásica estará situado en la categoría (3). Aunque dentro de la teoría especial de la relatividad y dentro de la teoría general de la relatividad, la división tripartita de eventos sigue siendo válida, no se verifican las últimas dos propiedades:
3. No existe una noción de simultaneidad independiente del observador como en mecánica clásica, es decir, dados dos observadores diferentes en movimiento relativo entre sí, en general diferirán sobre qué eventos sucedieron al mismo tiempo. Masa (del latín massa ) es una magnitud que expresa la cantidad de materia de un cuerpo, medida por la inercia de este, que determina la aceleración producida por una fuerza que actúa sobre él.^1 Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg).^2 Fuerza magnitud vectorial que mide la razón de cambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de la fuerza es el newton que se representa con el símbolo N , nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton por su aportación a la física, especialmente a la mecánica clásica. El newton es una unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades que se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s² a un objeto de 1 kg de masa. Se puede definir a partir de la derivada temporal del momento lineal:

F¿

dp

dt

d ( mv )

dt

Si la masa permanece constante, se puede escribir: F¿ m

dv

dt

= ma

Donde m es la masa y a la aceleración, que es la expresión tradicional de la segunda ley de Newton. En el caso de la estática, donde no existen aceleraciones, las fuerzas actuantes pueden deducirse de consideraciones de equilibrio. Longitud Es un concepto métrico definible para entidades geométricas sobre la que se ha definido una distancia. Más concretamente dado un segmento, curva o línea fina, se puede definir su longitud a partir de la noción de distancia. Sin embargo, no debe confundirse longitud con distancia, ya que para una curva general (no para un segmento recto) la distancia entre dos puntos cualquiera de la misma es siempre inferior a la longitud de la curva comprendida entre esos dos puntos. Igualmente la noción matemática de longitud se puede identificar con la magnitud física que es determinada por la distancia física. La longitud es una de las magnitudes físicas fundamentales, en tanto que no puede ser definida en términos de otras magnitudes que se pueden medir. En muchos sistemas de medida, la longitud es una magnitud fundamental, de la cual derivan otras.^1 La longitud es una medida de una dimensión (lineal; por ejemplo la distancia en m), mientras que el área es una medida de dos dimensiones (al cuadrado; por ejemplo m²), y el volumen es una medida de tres dimensiones (cúbica; por ejemplo m³). Sin embargo, según la teoría especial de la relatividad (Albert Einstein, 1905), la longitud no es una propiedad intrínseca de ningún objeto dado que dos observadores podrían medir el mismo objeto y obtener resultados diferentes (contracción de Lorentz).^2 El largo o longitud dimensional de un objeto es la medida de su eje tridimensional y. Esta es la manera tradicional en que se nombraba a la parte más larga de un objeto (en cuanto a su base horizontal y no su alto vertical). En coordenadas cartesianas bidimensionales, donde solo existen los ejes xy no se denomina «largo». Los valores x indican el ancho (eje horizontal), y los y el alto (eje vertical). Cantidades Físicas Una magnitud o cantidad física es una característica de un objeto o un fenómeno físico, que puede ser medida. Las magnitudes físicas son numerosas y describen los fenómenos físicos. Son magnitudes físicas: el tiempo, la masa, la temperatura, la velocidad, el volumen, la presión, la carga eléctrica, etc. En el SI cada cantidad física tiene una sola unidad y nada más que una. Los diversos valores numéricos que una cantidad puede tener pueden ser expresados por un número de pocas cifras, seleccionado el adecuado múltiplo o submúltiplo de la unidad. Además seleccionado un adecuado número de unidades de base, todas las otras unidades del sistema pueden derivar de ellas. Las magnitudes físicas se suelen clasificar de muchas formas, por ejemplo, según su origen pueden ser: Magnitudes fundamentales y Magnitudes derivadas Las magnitudes fundamentales son elementales e independientes, es decir, no pueden ser expresadas en términos de otras magnitudes, ni tampoco pueden expresarse entre sí. Para medir estas magnitudes, se requiere de un patrón de medición el cual determina una unidad de medida, de tal forma que la magnitud puede ser expresada como un múltiplo o