Ecuaciones cinemáticas
Podrías suponer que cuanto mayor sea la aceleración de, por ejemplo, un coche que se aleja de una señal de stop, mayor será el desplazamiento del coche en un tiempo determinado. Pero no hemos desarrollado una ecuación específica que relacione la aceleración y el desplazamiento. En esta sección, veremos algunas ecuaciones convenientes para las relaciones cinemáticas, partiendo de las definiciones de desplazamiento, velocidad y aceleración. En primer lugar, investigaremos el movimiento de un solo objeto, llamado movimiento de un solo cuerpo. Luego investigamos el movimiento de dos objetos, llamados problemas de persecución de dos cuerpos.
Ahora hacemos la importante suposición de que la aceleración es constante. Esta suposición nos permite evitar el uso del cálculo para encontrar la aceleración instantánea. Dado que la aceleración es constante, las aceleraciones media e instantánea son iguales, es decir,
Así, podemos utilizar el símbolo a para la aceleración en todo momento. Asumir que la aceleración es constante no limita seriamente las situaciones que podemos estudiar ni degrada la precisión de nuestro tratamiento. Por un lado, la aceleración es constante en un gran número de situaciones. Además, en muchas otras situaciones podemos describir el movimiento con precisión suponiendo una aceleración constante igual a la aceleración media de ese movimiento. Por último, en el caso de un movimiento en el que la aceleración cambia drásticamente, como un coche que acelera hasta la velocidad máxima y luego frena hasta detenerse, el movimiento puede considerarse en partes separadas, cada una de las cuales tiene su propia aceleración constante.
Ecuaciones del movimiento de los proyectiles
También conocidos como problemas de movimiento, estos problemas te piden que describas el movimiento. El tiempo es una variable clave que te indica que trabajes con las ecuaciones cinemáticas. Si sólo te piden posiciones y velocidades, también puedes trabajar el problema utilizando la conservación de la energía.
Cualquier problema que te pida que describas el movimiento de un objeto sin preocuparte por la causa de ese movimiento es un problema de cinemática, sin importar lo que se haya dado o pedido en el problema. En algunos casos, puedes utilizar tanto la cinemática como la energía para resolver un problema. Sin embargo, si te preguntan sobre el tiempo o el movimiento horizontal, lo más probable es que tengas que usar la cinemática.
Dado que los problemas de cinemática se centran en la descripción del movimiento, tu dibujo debe ser una imagen del movimiento o la trayectoria del objeto de interés. Asegúrate de marcar los puntos clave en la imagen (cualquier punto sobre el que se te dé información, cualquier punto sobre el que se te pida información y cualquier punto, como el extremo superior del movimiento, en el que conozcas información (como vy = 0 en el extremo superior del arco) sin que se te diga explícitamente. Ten cuidado: NO sabes que v = 0 cuando un objeto llega al suelo. En cuanto toca el suelo, hay una nueva fuerza sobre él y el problema cambia. Las ecuaciones cinemáticas que utilizarás son válidas sólo hasta el punto en que el objeto casi toca el suelo.
Suvat equations deutsch
Para representar el movimiento de cualquier objeto se utilizan varias representaciones, como la representación pictórica, los gráficos y la representación verbal, etc. La rama de la mecánica que estudia el movimiento de un objeto se llama cinemática. Describe el concepto de movimiento con la representación gráfica de sus términos básicos como el desplazamiento, la velocidad, la rapidez, la aceleración, etc. Y la ecuación de movimiento que da la relación entre estos términos básicos
Movimiento acelerado: La velocidad de un vehículo en una carretera nunca es uniforme. Su velocidad aumenta y disminuye al azar. Como la velocidad del vehículo en la carretera sigue cambiando, se dice que tiene un movimiento acelerado.
Movimiento Acelerado Uniforme: La aceleración es el cambio de velocidad en cada unidad de tiempo. En caso de que el cambio de velocidad en cada unidad de tiempo sea constante, se dice que el objeto se mueve con una aceleración constante y dicho movimiento se denomina “Movimiento uniformemente acelerado”.
Movimiento no uniformemente acelerado: Si el cambio de velocidad en cada unidad de tiempo no es constante, se dice que el objeto se mueve con aceleración variable y dicho movimiento se denomina “movimiento no uniformemente acelerado”.
3 ecuaciones cinemáticas del movimiento
Puedes aprender la relación entre las gráficas desplazamiento-tiempo, velocidad-tiempo y aceleración-tiempo con el siguiente applet interactivo. Sólo tienes que mover el deslizador -el tiempo- y ver el cambio correspondiente en el desplazamiento, la velocidad y la aceleración.
Un globo asciende a una velocidad constante de 20 m/s. Cuando alcanza una altura, 40m, un clavo de hierro se desprende del globo. ¿Cuánto tiempo pasará antes de que el clavo toque el suelo, suponiendo que g=10ms-2.? ¿Cuáles son las suposiciones que haces?
Dado que el globo ha estado ascendiendo a 20m/s, cuando el clavo se dejó caer, la velocidad del clavo es también de 20m/s. Después, el clavo se mueve por gravedad, hacia arriba, hasta que se detiene y vuelve a caer.
Una hormiga se mueve con una aceleración constante. Se ha observado que recorre una distancia de 720mm y 960mm durante los segundos undécimo y decimoquinto respectivamente. Encuentra la velocidad inicial y la aceleración. Por lo tanto, encuentre también la distancia recorrida por la hormiga después de 20 segundos.