Fórmula de la velocidad de aceleración
Los péndulos son de uso común. Los relojes de pie utilizan un péndulo para dar la hora y un péndulo puede utilizarse para medir la aceleración debida a la gravedad. Para pequeños desplazamientos, un péndulo es un oscilador armónico simple.
Un péndulo simple se define por tener una masa puntual, también conocida como la bobina del péndulo, que está suspendida de una cuerda de longitud L con masa despreciable (Figura \(\PageIndex{1})). En este caso, las únicas fuerzas que actúan sobre la bobina son la fuerza de gravedad (es decir, el peso de la bobina) y la tensión de la cuerda. Se supone que la masa de la cuerda es despreciable en comparación con la masa de la bola.
Figura \ (\PageIndex{1}): Un péndulo simple tiene una varilla de pequeño diámetro y una cuerda que tiene una masa muy pequeña pero es lo suficientemente fuerte como para no estirarse apreciablemente. El desplazamiento lineal desde el equilibrio es s, la longitud del arco. También se muestran las fuerzas sobre la varilla, que resultan en una fuerza neta de -mgsin(\theta\) hacia la posición de equilibrio, es decir, una fuerza de restauración.
Considere el par de torsión sobre el péndulo. La fuerza que proporciona el par de recuperación es la componente del peso de la bobina del péndulo que actúa a lo largo de la longitud del arco. El par es la longitud de la cuerda L por la componente de la fuerza neta que es perpendicular al radio del arco. El signo negativo indica que el par actúa en la dirección opuesta al desplazamiento angular:
Ecuación de movimiento deutsch
En física, las ecuaciones de movimiento son ecuaciones que describen el comportamiento de un sistema físico en términos de su movimiento en función del tiempo[1]. Más concretamente, las ecuaciones de movimiento describen el comportamiento de un sistema físico como un conjunto de funciones matemáticas en términos de variables dinámicas. Estas variables suelen ser coordenadas espaciales y tiempo, pero pueden incluir componentes de momento. La opción más general son las coordenadas generalizadas, que pueden ser cualquier variable conveniente característica del sistema físico[2] Las funciones se definen en un espacio euclidiano en la mecánica clásica, pero se sustituyen por espacios curvos en la relatividad. Si se conoce la dinámica de un sistema, las ecuaciones son las soluciones de las ecuaciones diferenciales que describen el movimiento de la dinámica.
Hay dos descripciones principales del movimiento: la dinámica y la cinemática. La dinámica es general, ya que se tienen en cuenta los momentos, las fuerzas y la energía de las partículas. En este caso, a veces el término dinámica se refiere a las ecuaciones diferenciales que satisface el sistema (por ejemplo, la segunda ley de Newton o las ecuaciones de Euler-Lagrange), y a veces a las soluciones de esas ecuaciones.
Fórmula de Newton
Cuando estás en movimiento, las preguntas básicas que debes hacerte son ¿Dónde estás? ¿Hacia dónde vas? ¿A qué velocidad llegas? Las respuestas a estas preguntas requieren que especifiques tu posición, tu desplazamiento y tu velocidad media, los términos que definimos en esta sección.
Para describir el movimiento de un objeto, primero debes ser capaz de describir su posición (x): dónde se encuentra en un momento determinado. Más precisamente, necesitamos especificar su posición respecto a un marco de referencia conveniente. Un marco de referencia es un conjunto arbitrario de ejes a partir del cual se describen la posición y el movimiento de un objeto. La Tierra se utiliza a menudo como marco de referencia, y a menudo describimos la posición de un objeto en relación con los objetos estacionarios de la Tierra. Por ejemplo, el lanzamiento de un cohete podría describirse en términos de la posición del cohete con respecto a la Tierra en su conjunto, mientras que la posición de una ciclista podría describirse en términos de dónde se encuentra en relación con los edificios por los que pasa (Figura). En otros casos, utilizamos marcos de referencia que no son estacionarios, sino que están en movimiento con respecto a la Tierra. Para describir la posición de una persona en un avión, por ejemplo, utilizamos el avión, no la Tierra, como marco de referencia. Para describir la posición de un objeto en movimiento unidimensional, a menudo utilizamos la variable x. Más adelante, durante la discusión de la caída libre, utilizamos la variable y.
Ecuaciones cinemáticas
También hemos preparado un breve pero informativo artículo sobre la velocidad en sí. Sigue leyendo para saber qué es la fórmula de la velocidad y cuáles son las unidades de velocidad más comunes. ¿Sabías que hay una diferencia esencial entre velocidad y rapidez? En el texto que sigue a continuación hemos escrito sobre ello desde el punto de vista de un físico.
La definición de velocidad dice que es la tasa de cambio de la posición del objeto en función del tiempo. Es uno de los conceptos fundamentales de la mecánica clásica que considera el movimiento de los cuerpos. Si quieres poner esta regla en forma de fórmula matemática, la ecuación de la velocidad será la siguiente:
Ten en cuenta que esta fórmula de la velocidad sólo funciona cuando un objeto tiene una velocidad constante en una dirección constante o si quieres encontrar la velocidad media a lo largo de una determinada distancia (en lugar de la velocidad instantánea). Probablemente te hayas dado cuenta de que utilizamos las palabras velocidad y rapidez indistintamente, pero no puedes hacerlo siempre. Para saber más al respecto, dirígete a la sección de velocidad vs. rapidez.