Definición. — La cinemática (kinema, movimiento) es la parte de
Movimiento. — Se dice que un cuerpo está en movimiento cuando ocupa sucesivamente posiciones distintas con respecto a otro que se considera como fijo. El cuerpo que se mueve se denomina móvil.
En un movimiento debe considerarse:
El espacio que recorre el móvil.
El tiempo que tarda en recorrer ese espacio.
La velocidad del movimiento, es decir, el espacio recorrido en la unidad de tiempo.
La trayectoria es la unión de las sucesivas posiciones ocupadas en el espacio por el cuerpo, que se mueve. Puede ser rectilínea (piedra que cae libremente), circular (punto de una circunferencia que gira alrededor de su certro), elíptica (revolución de la tierra alrededor del sol), periódica (péndulo de un reloj), etc.
El movimiento es absoluto cuando los puntos de referencia son fijos, y es relativo si dichos puntos se mueven.
Ya que todos los cuerpos se mueven, el movimiento absoluto no existe; pero sobre la tierra se puede considerar como absoluto el movimiento de un tren, y como relativo, el de un viajero que camina en el tren en marcha.
El movimiento de los árboles que parecen alejarse del tren es un movimiento aparente.
MOVIMIENTO UNIFORME
Movimiento uniforme. — Un movimiento es uniforme cuando el móvil recorre espacios iguales en tiempos iguales.
Se llama velocidad del movimiento uniforme el cociente entre el espacio recorrido y el tiempo empleado en recorrerlo.
Por ejemplo, el sonido y la luz se propagan con un movimiento uniforme: el sonido, con una velocidad de
Las leyes del movimiento uniforme son:
1º) En el movimiento uniforme la velocidad es constante.
2º) Los espacios recorridos son proporcionales a los tiempos empleados en recorrerlos.
Siendo constante la velocidad, es fácil calcular el espacio recorrido por un cuerpo animado de un movimiento uniforme. Designando con e el espacio, con t el tiempo y con v la velocidad, tendremos:
v = e/t (velocidad = espacio recorrido sobre tiempo)
Esta fórmula nos permite, asimismo, calcular el tiempo o el espacio:
e = v t (espacio recorrido = velocidad por tiempo)
t = e/v (tiempo empleado espacio sobre velocidad)
MOVIMIENTO VARIADO
Definición. — El movimiento es variado cuando la velocidad no es constante.
Solamente estudiaremos el movimiento uniformemente variado.
Movimiento uniformemente variado. —
El movimiento es uniformemente variado cuando la velocidad varía de cantidades iguales en tiempos iguales
Puede ser:
1. uniformemente acelerado
2. uniformemente retardado
Si. la velocidad aumenta (en la unidad de tiempo), el movimiento es uniformemente acelerado. Ejemplo: una piedra que cae.
Si la velocidad disminuye, el movimiento es uniformemente retardado. Ejemplo: una piedra arrojada de abajo arriba.
Aceleración
Llámese aceleración a la variación de la velocidad durante la unidad de tiempo. Puede ser positiva o negativa.
a= Vf-Vo
En resumen: el movimiento uniformemente variado se caracteriza por tener aceleración constante.
Leyes del movimiento uniformemente variado:
1º) el espacio crece proporcionalmente al cuadrado del tiempo empleado en recorrerlo
e=at2/2
2 La velocidad crece proporcionalmente al tiempo.
v=V0 + at
Plano inclinado de Galileo. — Galileo hacía rodar una bpla metálica por una canaleta hecha a lo largo de una viga que podía inclinarse más o menos con relación al horizonte (fig. 73).
A medida que el ángulo, con el horizonte es menor, se hace más lenta la caída de la bola y es más fácil estudiar el movimiento de caída.
Resultados: En cualquier inclinación del plano notó Galileo que los espacios recorridos en 1, 2, 3, 4 unidades de tiempo son proporcionales a los números 1, 4, 9, 16..., es decir a los cuadrados ‘de los tiempos empleados en recorrerlos (2 ley).
Además, si se invierte el plano conservando la misma inclinación y a continuación del número O se coloca un plano horizontal, se suprime así la acción de la gravedad (fig. 74), y los cuerpos,
después de haber rodado en el plano inclinado con movimiento uniformemente acelerado, siguen con movimiento uniforme, en el plano horizontal.
Consecuencia: Siendo cierta esta ley, cualquiera que sea la pendiente del plano inclinado, deducía Galileo que debía serlo también para la caída vertical o .caída libre.
3 Ley: En el vacío todos los cuerpos caen con igual aceleración.
Se verifica esta 3 ley con el
tubo de Newton (ver explicación más adelante).
LEYES DE
Aceleración de la gravedad. — Es la aceleración debida a la atracción que ejerce la tierra sobre los cuerpos. Se designa con la letra g. Varía según las latitudes.
En el vacío todos los cuerpos caen con igual aceleración. Esta ley se demuestra con el tubo de Newton y con el martillo de agua.
El martillo de agua es un tubo de vidrio de paredes resistentes, de unos
hasta la mitad. Antes de cerrarlo se hace el vacío en el resto del tubo. Al darle vuelta rápidamente se oye como un martillazo, porque todas las moléculas caen a la vez.
También se puede demostrar esa ley con un disco de madera o de metal y un disco de papel algo más pequeño; haciendo caer por separado los dos discos, el de papel emplea más tiempo para llegar al suelo. Si ponemos el disco de papel sobre el disco de madera o de metal, vemos que llegan perfectamente juntos .
