20. MOVIMIENTO Y SISTEMAS DE REFERENCIA

julioprofe

11 Oct 201706:37

Summary

TLDREl movimiento de cuerpos ha sido un tema fascinante para la humanidad desde tiempos antiguos. Grandes científicos como Galileo Galilei y Isaac Newton contribuyeron significativamente a la comprensión del movimiento. La mecánica, que estudia este fenómeno, se divide en cinemática y dinámica. La cinemática describe el movimiento sin considerar masa o fuerzas, mientras que la dinámica lo hace teniendo en cuenta la masa y las fuerzas. Los sistemas de referencia son esenciales para determinar si un cuerpo está en movimiento o en reposo, siendo estos estados relativos. Los ejes X, el plano cartesiano y el espacio tridimensional son marcos de referencia comunes en la física. La elección del sistema de referencia es crucial para describir correctamente el movimiento y analizar problemas como la caída libre y el lanzamiento de proyectiles.

Takeaways

🌌 El movimiento de los cuerpos ha sido un tema de interés humano desde tiempos antiguos.
🔬 Grandes científicos como Galileo Galilei e Isaac Newton contribuyeron significativamente a la comprensión del movimiento.
📚 La mecánica es la rama de la física dedicada al estudio del movimiento de los cuerpos.
📝 La mecánica se divide en cinemática y dinámica; la primera describe el movimiento sin considerar masa ni fuerzas, y la segunda lo estudia considerando ambas.
📏 La cinemática se centra en la descripción del movimiento, mientras que la dinámica se preocupa por la masa y las fuerzas que influyen en el movimiento.
🌐 Los sistemas de referencia son marcos utilizados para determinar si un cuerpo está en movimiento o en reposo, y son relativos, no absolutos.
🏎️ Un ejemplo de sistema de referencia es el piloto de un coche de fórmula, que está en movimiento en relación con la pista pero en reposo en relación con el coche.
📊 Los sistemas de referencia más comunes en física son el eje x para unidimensional, el plano cartesiano para bidimensional y el espacio tridimensional para movimientos en tres dimensiones.
➡️ Se debe especificar la dirección positiva y negativa en un sistema de referencia para describir correctamente el movimiento.
🌍 A menudo se toma la Tierra como sistema de referencia en problemas de física, aunque no siempre se precisa formalmente.

Q & A

¿Qué ha sido un tema de interés para el ser humano desde tiempos primitivos?
-El movimiento de los cuerpos ha sido un tema de interés para el ser humano desde tiempos primitivos, ya que la observación de cosas que se mueven a su alrededor despertó en él un gran interés por encontrar explicaciones a estos fenómenos.
¿Quiénes fueron algunos de los grandes estudiosos que contribuyeron a la comprensión del movimiento?
-Galileo Galilei y Isaac Newton, en los siglos 16 y 17, fueron grandes estudiosos que hicieron importantes aportes a la comprensión del movimiento.
¿Cuál es la rama de la física que se dedica al estudio del movimiento de los cuerpos?
-La rama de la física que se dedica al estudio del movimiento de los cuerpos se llama mecánica.
¿Cuáles son las dos grandes divisiones de la mecánica?
-Las dos grandes divisiones de la mecánica son la cinemática y la dinámica.
¿Qué estudia la cinemática y qué no considera?
-La cinemática estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar su masa ni las fuerzas que participan, centrándose únicamente en la descripción del movimiento.
¿Qué estudia la dinámica y qué factores tiene en cuenta?
-La dinámica estudia el movimiento de los cuerpos teniendo en cuenta su masa y la intervención de las fuerzas, ya que son estas las responsables de que los objetos se muevan.
¿Qué es un sistema o marco de referencia en física?
-Un sistema o marco de referencia es un conjunto de reglas y convenciones que se utilizan para describir el movimiento de un cuerpo, considerando su posición, velocidad y aceleración en relación con un punto de referencia.
¿Cómo son los estados de movimiento o reposo relativos?
-Los estados de movimiento o reposo son relativos, es decir, un cuerpo está en movimiento o en reposo en relación con un sistema o marco de referencia, no de manera absoluta.
¿Cuál es el sistema o marco de referencia más utilizado para un movimiento unidimensional?
-Para un movimiento unidimensional, el sistema o marco de referencia más utilizado es el eje x.
¿Qué convenciones de signos se utilizan para el eje x y el plano cartesiano?
-Para el eje x, se considera positivo lo que va hacia la derecha y negativo lo que va hacia la izquierda. Para el plano cartesiano, positivo es lo que va hacia la derecha y hacia arriba, y negativo lo que va hacia la izquierda y hacia abajo.
¿Cómo se define un sistema o marco de referencia en el espacio tridimensional?
-En el espacio tridimensional, el sistema o marco de referencia es el espacio generado por los tres ejes x, y y z, donde las direcciones positivas son aquellas que se aprecian en el dibujo y las negativas son las contrarias a los ejes.
¿Por qué a veces se toma la tierra como sistema de referencia en problemas de física?
-A menudo se toma la tierra como sistema de referencia en problemas de física porque facilita la descripción de situaciones donde no hay riesgo de confusión y se puede trabajar de manera libre sin necesidad de dibujar ejes formalmente.
¿Cuál es la conveniencia de utilizar el eje y positivo como sistema de referencia en el movimiento vertical?
-Utilizar el eje y positivo como sistema de referencia facilita el análisis de problemas en el movimiento vertical, como la caída libre y el lanzamiento de cuerpos hacia arriba o hacia abajo.
¿Cómo es conveniente enmarcar el movimiento de proyectiles utilizando un sistema de referencia?
-Para el movimiento de proyectiles, es muy conveniente utilizar el primer cuadrante del plano cartesiano x y como sistema de referencia, lo que simplifica el análisis del movimiento.

Outlines

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🌌 Introducción al movimiento y sus estudios históricos

El movimiento de los cuerpos ha sido un tema de interés para la humanidad desde la antigüedad. Grandes estudiosos como Galileo Galilei e Isaac Newton, en los siglos 16 y 17, realizaron importantes aportes a la comprensión de este fenómeno. La mecánica, la rama de la física que estudia el movimiento, se divide en cinemática y dinámica. La cinemática se enfoca en describir el movimiento sin considerar la masa o fuerzas, mientras que la dinámica analiza el movimiento teniendo en cuenta la masa y las fuerzas involucradas. En este curso de física, primero se estudiarán los tipos de movimientos como el rectilíneo, circular y parabólico, antes de pasar al análisis de las fuerzas y su relación con la dinámica.

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📍 Sistemas de referencia y relatividad del movimiento

El estado de movimiento o reposo de un cuerpo es relativo, dependiendo del sistema o marco de referencia elegido. Un ejemplo claro es el piloto de un coche de Fórmula 1, que está en movimiento respecto a la pista pero en reposo con respecto al coche. Los sistemas de referencia pueden ser unidimensionales (eje X), bidimensionales (plano cartesiano con ejes X e Y) o tridimensionales (espacio con ejes X, Y y Z). Es fundamental definir correctamente el sistema de referencia para describir con precisión el movimiento de un cuerpo, ya que aspectos como la posición y velocidad dependen de ello. En muchos problemas de física, se usa la Tierra como sistema de referencia de manera implícita, sin necesidad de dibujar los ejes.

🎯 Uso de sistemas de referencia para simplificar problemas físicos

Aunque se puede resolver problemas de física sin definir formalmente un sistema de referencia, en algunas situaciones es conveniente utilizar uno. Por ejemplo, en el movimiento vertical (caída libre o lanzamiento de cuerpos), el uso del eje Y positivo facilita el análisis. Del mismo modo, en el movimiento de proyectiles (tiro parabólico o semi parabólico), el primer cuadrante del plano cartesiano (X, Y) resulta muy útil para estudiar y enmarcar el movimiento de manera sencilla.

Mindmap

Keywords

💡Mecánica

La mecánica es una rama de la física que se dedica al estudio del movimiento de los cuerpos. En el guion del video, se menciona que la mecánica tiene dos grandes divisiones: la cinemática y la dinámica. La mecánica es fundamental para entender cómo los objetos se mueven en el espacio y cómo las fuerzas afectan su movimiento, lo que es central en la temática del video.

💡Cinemática

La cinemática es una de las dos divisiones de la mecánica, y se centra en el estudio del movimiento de los cuerpos sin considerar su masa ni las fuerzas que participan. Se trata de una descripción del movimiento, como se describe en el guion: 'La cinemática estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar su masa ni las fuerzas que participan'. Esto es esencial para comprender los patrones y las trayectorias del movimiento, independientemente de las causas que lo generan.

💡Dinámica

La dinámica es la otra gran división de la mecánica, y se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos teniendo en cuenta su masa y la intervención de las fuerzas. El guion del video lo describe como: 'La dinámica estudia el movimiento de los cuerpos teniendo en cuenta su masa y la intervención de las fuerzas'. La dinámica es crucial para entender por qué y cómo los objetos se mueven de ciertas maneras cuando están sujetos a diferentes tipos de fuerzas.

💡Movimiento rectilíneo

El movimiento rectilíneo es uno de los tipos de movimientos que se estudia en la cinemática, y se refiere a un movimiento en línea recta. En el guion, se menciona que se verán diversos movimientos, incluyendo el rectilíneo, como parte del estudio de la cinemática. Este tipo de movimiento es común en la vida cotidiana y es fundamental para entender conceptos como la velocidad y la aceleración en un eje lineal.

💡Movimiento circular

El movimiento circular es otro tipo de movimiento que se estudia en la cinemática y se refiere a un movimiento donde el objeto describe una trayectoria circular. Aunque no se menciona explícitamente en el guion, es un concepto que se puede inferir al hablar de la cinemática y es importante en contextos como la rotación de objetos y la dinámica de sistemas giratorios.

💡Movimiento parabólico

El movimiento parabólico es un tipo de trayectoria que se da en ciertos lanzamientos de proyectiles y se estudia en la cinemática. En el guion, se menciona específicamente en relación con el movimiento de proyectiles, diciendo: 'el movimiento de proyectiles es decir lo que se conoce como tiro parabólico y semi parabólico'. Este tipo de movimiento es característico de los objetos que son lanzados con cierta velocidad inicial y están sujetos únicamente a la gravedad.

💡Sistema de referencia

Un sistema de referencia es un marco utilizado para describir la posición y el movimiento de los objetos en el espacio. El guion del video lo describe como: 'cuando afirmamos que un cuerpo se encuentra en movimiento o en reposo debemos tener presente que estos son estados relativos, y no absolutos'. Los sistemas de referencia son esenciales para establecer la condición de movimiento o reposo de un objeto y para analizar su movimiento de manera precisa.

💡Eje X

El eje X es una representación en el espacio que se utiliza para describir el movimiento unidimensional. En el guion, se menciona que para un movimiento unidimensional, 'el sistema o marco de referencia más utilizado es el eje x'. Este eje sirve como una guía para medir la posición y el desplazamiento de un objeto en una dirección específica, generalmente horizontal.

💡Plano cartesiano

El plano cartesiano es un sistema de referencia bidimensional que se forma con los ejes X e Y. El guion lo menciona en el contexto de los movimientos bidimensionales: 'el sistema o marco de referencia más utilizado es el plano cartesiano formado por los ejes x e y'. Este plano permite describir el movimiento de objetos en dos dimensiones, como en el caso de la movilidad en un mapa o la trayectoria de un objeto en un plano.

💡Espacio tridimensional

El espacio tridimensional es un sistema de referencia que incluye los tres ejes X, Y y Z, permitiendo describir el movimiento en tres dimensiones. Aunque no se menciona directamente en el guion, es un concepto fundamental en la física que se utiliza para describir situaciones donde el movimiento no está limitado a un plano, como en la navegación aérea o en la modelación de objetos en 3D.

Highlights

El movimiento de los cuerpos es un tema que ha inquietado al ser humano desde tiempos primitivos.

Galileo Galilei y Isaac Newton contribuyeron significativamente a la comprensión del movimiento.

La física se divide en mecánica, cinemática y dinámica.

La cinemática estudia el movimiento sin considerar masa ni fuerzas.

La dinámica considera la masa y las fuerzas en el movimiento de los cuerpos.

Los estados de movimiento o reposo son relativos y dependen del sistema de referencia.

El piloto de un coche de fórmula uno es un ejemplo de movimiento relativo.

Los sistemas de referencia son esenciales para describir el movimiento.

Para movimiento unidimensional, se utiliza el eje x como sistema de referencia.

Para movimiento bidimensional, se utiliza el plano cartesiano (ejes x e y).

Para movimiento tridimensional, se utiliza el espacio generado por los ejes x, y y z.

Se debe especificar la dirección positiva y negativa en el sistema de referencia.

La Tierra a menudo se toma como sistema de referencia en problemas de física.

La cinemática incluye el estudio de movimientos rectilíneos, circulares y parabólicos.

El movimiento vertical y el lanzamiento de cuerpos son ejemplos de cinemática.

El movimiento de proyectiles es un caso de estudio en la cinemática.

El primer cuadrante del plano cartesiano x y es útil para analizar el movimiento de proyectiles.