Las magnitudes del movimiento
Para describir un movimiento hace falta elegir un sistema de referencia: un origen, unos ejes y un reloj. Respecto a él se definen:
Dos ideas que conviene tener claras desde el principio:
- Desplazamiento no es distancia recorrida. Si das una vuelta completa a una pista, has recorrido 400 m pero tu desplazamiento es cero.
- La velocidad y la aceleración son vectores. Un cuerpo puede ir siempre igual de rápido y aun así tener aceleración, si cambia de dirección: es lo que pasa en una curva.
Los movimientos que se estudian
El MRU y el MRUA son las piezas básicas. Los demás se construyen con ellas: la caída libre es un MRUA vertical, y el tiro parabólico combina un MRU horizontal con un MRUA vertical que ocurren a la vez. El movimiento circular introduce una idea nueva, la aceleración que solo cambia la dirección de la velocidad.
Cómo resolver un problema de cinemática
1
Dibuja y elige el sistema de referencia
Marca el origen y el sentido positivo de cada eje. Todos los signos dependen de esta elección.
2
Identifica el tipo de movimiento
¿Hay aceleración? ¿Es constante? ¿Hay que separar el movimiento en dos ejes?
3
Escribe las ecuaciones con los datos
Sustituye lo que conoces en las ecuaciones de posición y velocidad de cada eje.
4
Traduce la pregunta a una condición
“Llega al suelo” es ; “punto más alto” es ; “se encuentran” es .
5
Resuelve y comprueba
Revisa las unidades, los signos y si el resultado tiene sentido físico (un tiempo negativo no lo tiene).
Temas de este bloque
MRU y MRUA
Movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado explicados: ecuaciones, gráficas x(t) y v(t), frenado y problemas de encuentro de dos móviles resueltos.
Tiro parabólico
Tiro parabólico explicado: ecuaciones, altura máxima, tiempo de vuelo, alcance y por qué 45°. Con ejemplos resueltos y un simulador interactivo.
Movimiento circular
Movimiento circular uniforme y uniformemente acelerado: velocidad angular y lineal, periodo, frecuencia, aceleración centrípeta y tangencial, con ejemplos resueltos.
Caída libre
Caída libre explicada: por qué todos los cuerpos caen igual sin aire, ecuaciones de la caída, rozamiento del aire y velocidad límite, con ejemplos resueltos y un simulador.
Braquistócrona
El problema de la braquistócrona explicado: por qué la recta no es el camino más rápido, qué es una cicloide, la tautócrona y el cálculo de variaciones, con un simulador de carreras.
Simuladores de cinemática en Simulab
MRU y MRUA: encuentro de dos móviles
Dos móviles con sus gráficas posición-tiempo y velocidad-tiempo.
Simulador de caída libre
Caída en la Tierra, la Luna, Marte o Júpiter, con y sin aire.
Tiro parabólico
Velocidad, ángulo, altura y planeta, con trayectorias comparadas.
Movimiento circular
Velocidad angular, periodo y aceleración centrípeta.
Braquistócrona
La curva de descenso más rápido: recta, círculo y cicloide compitiendo.