Cinemática, velocidad, desplazamiento, distancia, gráficas
Summary
TLDREl guión ofrece una introducción a la cinemática, enfocándose en el estudio del movimiento sin considerar sus causas. Define conceptos fundamentales como la trayectoria, la distancia recorrida, el desplazamiento y la velocidad, distinguiendo entre la velocidad media e instantánea. Ejemplifica con casos de movimiento rectilíneo y curvilíneo, y explica el concepto de rapidez o celeridad. Utiliza gráficos para analizar el movimiento uniforme y acelerado, proporcionando una visión clara de cómo la aceleración afecta a la velocidad y la posición de un objeto en movimiento.
Takeaways
- 📚 Cinemática se enfoca en el estudio del movimiento sin considerar sus causas.
- 🌟 El movimiento es un cambio en la posición de un cuerpo a lo largo del tiempo con respecto a un sistema de referencia.
- 📏 El sistema de referencia es esencial para medir la posición y el movimiento, y puede ser un punto y un sistema de ejes fijos en el universo.
- 📍 La trayectoria es el conjunto de puntos que sigue un cuerpo en movimiento, y puede ser recta o curva.
- 🔢 La distancia recorrida es la longitud de la trayectoria, siempre positiva, mientras que el desplazamiento es la distancia entre la posición inicial y final, con dirección.
- 🚶 Juan's example ilustra cómo calcular el espacio recorrido y el desplazamiento, destacando la diferencia entre ambas magnitudes.
- 📉 La velocidad es una magnitud vectorial que puede ser media o instantánea, y se calcula dividiendo el desplazamiento entre el tiempo.
- 🔄 La rapidez o celeridad es el valor absoluto de la velocidad y se calcula con la distancia recorrida entre el tiempo.
- 📈 Los gráficos de posición vs. tiempo, velocidad vs. tiempo y aceleración vs. tiempo son herramientas clave para entender el movimiento.
- 🔄 El movimiento uniforme se caracteriza por una velocidad constante, mientras que el movimiento acelerado tiene una aceleración constante.
- 👋 La diferencia entre rapidez y velocidad es importante, ya que la rapidez es una magnitud escalar y la velocidad es vectorial.
Q & A
¿Qué es la cinemática y qué estudia?
-La cinemática es una rama de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos sin atender a sus causas.
¿Cómo se define el movimiento en cinemática?
-El movimiento se define como el cambio de la posición de un cuerpo a lo largo del tiempo respecto a un sistema de referencia.
¿Qué es un sistema de referencia y por qué es importante en cinemática?
-Un sistema de referencia es un punto y un sistema de ejes que se asume fijo en el universo y se utiliza como referencia para medir la posición de un objeto. Es fundamental para definir la posición de un cuerpo en el espacio.
¿Cómo se diferencia el recorrido del desplazamiento?
-El recorrido es la longitud total de la trayectoria que sigue un cuerpo y es siempre un valor positivo (magnitud escalar). El desplazamiento, por otro lado, es la distancia en línea recta entre la posición inicial y final de un movimiento, y es una magnitud vectorial que tiene dirección y sentido.
¿Qué se entiende por trayectoria en un movimiento?
-La trayectoria es el conjunto de puntos que sigue un cuerpo en movimiento, pudiendo ser recta o curva.
¿Cuál es la diferencia entre velocidad media y velocidad instantánea?
-La velocidad media es el desplazamiento realizado por un móvil dividido por el tiempo transcurrido, mientras que la velocidad instantánea es la velocidad en un instante específico, calculada como el límite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero.
¿Qué es la rapidez y cómo se diferencia de la velocidad?
-La rapidez es el valor absoluto de la velocidad, siendo una magnitud escalar que solo necesita un número positivo para definirse. La velocidad, al ser vectorial, necesita además dirección y sentido.
¿Cómo se representa gráficamente el movimiento uniforme en términos de posición versus tiempo?
-En un movimiento uniforme, la gráfica de posición versus tiempo es una línea recta oblicua, indicando que la posición cambia de manera constante con el tiempo.
¿Cómo se comporta la gráfica de velocidad versus tiempo en un movimiento acelerado?
-En un movimiento acelerado, la gráfica de velocidad versus tiempo muestra una recta inclinada, lo que indica que la velocidad cambia de manera uniforme con el tiempo debido a la aceleración constante.
¿Qué diferencias gráficas existen entre el movimiento uniforme y el movimiento acelerado?
-En el movimiento uniforme, la gráfica de posición versus tiempo es una recta oblicua, y la de velocidad versus tiempo es una línea horizontal. En el movimiento acelerado, la gráfica de posición versus tiempo es una parábola, y la de velocidad versus tiempo es una línea inclinada.
Outlines
📚 Introducción a la Cinemática
El primer párrafo introduce la cinemática, una rama de la física que estudia el movimiento de cuerpos sin considerar sus causas. Se enfatiza la importancia de entender conceptos fundamentales como el movimiento, la posición, el sistema de referencia y el móvil. Se definen términos como trayectoria, distancia recorrida, desplazamiento y velocidad. Se ilustra cómo un sistema de referencia ayuda a determinar la posición de un objeto en el espacio y cómo se representan trayectorias y desplazamientos. Se menciona la representación del tamaño del móvil en la física y cómo la trayectoria puede ser rectilínea o curvilínea, con ejemplos de diferentes tipos de movimientos.
🚶 Ejemplo de Cálculo de Recorrido y Desplazamiento
Este párrafo presenta un ejemplo práctico para entender el concepto de recorrido y desplazamiento. Juan, el personaje del ejemplo, recorre diferentes distancias en direcciones específicas y se le pide calcular el espacio recorrido y el desplazamiento. Se explica que el recorrido es siempre positivo y representa la longitud total de la trayectoria, mientras que el desplazamiento es una magnitud vectorial que tiene dirección y módulo. Se calcula el desplazamiento final de Juan, que resulta en 40 metros hacia el norte, a partir de su posición inicial y final.
📈 Velocidad y Conceptos Relacionados
El tercer párrafo se centra en la velocidad, diferenciando entre velocidad media e instantánea. Se describe cómo se calcula la velocidad media y cómo se llega a la velocidad instantánea considerando límites matemáticos. Se introduce el concepto de rapidez o celeridad, que es el valor absoluto de la velocidad y se muestra cómo calcular la rapidez media. Se aclaran las diferencias entre velocidad y rapidez con un ejemplo de dos móviles que viajan en diferentes direcciones. Finalmente, se mencionan los tipos de movimiento: uniforme y acelerado, y se describe cómo se representan gráficamente estos movimientos en función del tiempo, destacando las características de cada uno.
Mindmap
Keywords
💡Cinemática
💡Movimiento
💡Sistema de referencia
💡Posición
💡Trayectoria
💡Distancia recorrida
💡Desplazamiento
💡Velocidad
💡Velocidad media
💡Rapidez
Highlights
La cinemática estudia el movimiento sin atender a sus causas, diferenciándose de otros fenómenos mecánicos como el equilibrio.
El movimiento se define como un cambio en la posición de un cuerpo a lo largo del tiempo respecto a un sistema de referencia.
El concepto de posición se refiere al lugar que ocupa un cuerpo en un sistema de referencia considerado fijo.
La trayectoria es el conjunto de puntos que sigue un cuerpo en movimiento, y puede ser recta o curva.
El desplazamiento se diferencia de la distancia recorrida, ya que es la distancia entre la posición inicial y final, y es una magnitud vectorial.
El concepto de velocidad se divide en velocidad media y velocidad instantánea, la primera calculada como el desplazamiento sobre el tiempo, y la segunda como el límite de la velocidad media cuando el tiempo tiende a cero.
La rapidez o celeridad es el valor absoluto de la velocidad y es una magnitud escalar, diferenciándose de la velocidad, que es vectorial.
El movimiento uniforme se caracteriza por una velocidad constante, con una gráfica posición versus tiempo que es una línea recta.
El movimiento acelerado se caracteriza por una aceleración constante, representada en una gráfica posición versus tiempo como una parábola.
La aceleración puede ser positiva o negativa, influenciando si la velocidad aumenta o disminuye uniformemente con el tiempo.
En las gráficas de aceleración versus tiempo, la aceleración permanece constante a lo largo del tiempo.
El área bajo la curva en la gráfica velocidad versus tiempo representa el espacio recorrido.
Se utilizan gráficos de tres tipos en física: posición versus tiempo, velocidad versus tiempo y aceleración versus tiempo, los cuales facilitan el estudio del movimiento.
El módulo del desplazamiento es calculado como la diferencia entre las posiciones inicial y final, y se representa gráficamente mediante una flecha.
La dirección y sentido del desplazamiento se determinan por la línea recta que une la posición inicial con la final.
Transcripts
cinemática
hay que recordar que los fenómenos
mecánicos más importantes son los
fenómenos de equilibrio y los fenómenos
de movimiento pues bien la cinemática
estudia el movimiento pero sin atender
sus causas
acabamos de introducir un concepto
movimiento que es el movimiento el
movimiento es un cambio de la posición
de un cuerpo a lo largo del tiempo
respecto de un sistema de referencia nos
damos cuenta que vamos agregando nuevos
conceptos por ejemplo el de posición y
el sistema de referencia por lo tanto si
queremos aprender cinemática es
importante conocer y diferenciar cada
uno de estos elementos
por ejemplo tenemos la trayectoria de la
posición la distancia recorrida el
desplazamiento y la velocidad
empecemos por el concepto del móvil
cualquier cuerpo que se mueve recibe el
nombre de móvil por ejemplo de la tierra
girando alrededor del sol
un barco que se dirige de américa a
europa una mosca volando o de repente un
electrón girando alrededor del núcleo de
un gato
y en física se desprecia el tamaño del
móvil porque es muy pequeño en
comparación con el camino que recorre
entonces se la representa por un punto
el siguiente elemento es la posición
hablamos de posición de un objeto cuando
queremos situarlo en el espacio
pero como dar la posición de un móvil de
forma que todo el mundo sepa dónde está
para ello es necesario recurrir a
algunas herramientas matemáticas como el
sistema de referencia que es un sistema
de referencia es un punto y un sistema
de ejes que suponemos fijos en el
universo y que se toman como referencia
para medir la distancia a la que se
encuentra el objeto aquí en la imagen
tenemos un sistema de referencia
bidimensional entre los puntos que
forman el sistema de referencia hay que
destacar el origen de coordenadas que es
este punto que estamos señalando es el
punto donde se cruzan los ejes de
coordenadas es el punto de origen de las
medidas por lo que le corresponden la
siguiente coordenada aquí vemos sistema
de referencia de una dimensión para
movimientos lineales de dos dimensiones
para movimientos en el plano y tres
dimensiones para movimientos en el
espacio
recién ahora podemos definir posición de
un cuerpo como el lugar que ocupa ese
cuerpo respecto a un sistema de
referencia que consideramos fijo así
podemos determinar matemáticamente la
posición de un objeto con las
coordenadas del punto que ocupa en ese
sistema de referencia veamos ahora la
trayectoria se llama trayectoria al
conjunto de puntos que sigue un cuerpo
en movimiento es pues una línea
por lo tanto la trayectoria puede ser
recta curva
por ello dividimos los movimientos en
dos grandes grupos según sea su
trayectoria rectilíneos y curvilíneos
dentro de los curvilíneos son de
importancia los movimientos de tipo
circular parabólico elíptico oscilatorio
ahora vamos a explicar los conceptos que
se suelen confundir muy a menudo lo que
es la distancia recorrida dhabi le
llaman espacio recorrido o recorridos
simplemente y el desplazamiento
y lo vamos a aprender a través de este
pequeño gráfico el espacio recorrido por
un móvil en un intervalo de tiempo
determinado es la longitud de la
trayectoria que ha descrito aquí estamos
graficando en la pantalla
por lo tanto el espacio recorrido es un
número siempre positivo atención a ese
detalle se dice entonces que es una
magnitud escalar mientras que llamamos
desplazamiento a la distancia que existe
entre la posición final e inicial de un
movimiento
un desplazamiento siempre se representa
sobre una línea recta esto quiere decir
que tiene una dirección que coincide con
esa línea recta otro detalle un
desplazamiento siempre comienza en el
punto inicial para calcular
desplazamiento estamos que fijarme en el
punto inicial por supuesto va a terminar
en un punto final esto quiere decir que
tiene un sentido que viene determinada
precisamente por las posiciones
iniciales final un desplazamiento
siempre tiene una longitud que se
determina precisamente por la diferencia
entre las posiciones final e inicial eso
es el módulo del desplazamiento todo
esto se resume porque el desplazamiento
es una magnitud vectorial lo que quiere
decir que tiene una dirección un sentido
y un módulo y se puede representar
gráficamente mediante una flecha y
matemáticamente mediante un vector
veamos el siguiente ejemplo juan sale de
su casa para llegar a la escuela lo hace
siguiendo la siguiente ruta camina 30
metros en dirección este
desde ese punto se dirige 40 metros en
dirección norte finalmente camina 30
metros en dirección oeste donde se
encuentra su escuela calcular el
recorrido y el desplazamiento del juego
nosotros ya sabíamos que el recorrido
representa la longitud de la trayectoria
seguida y siempre es un número positivo
en este caso ha caminado 30 metros y
luego 40 metros y finalmente 30 metros
al sumar las tres cantidades obtengo el
espacio recorrido 30 más 40 30 me that
100 metros
pero para calcular el desplazamiento era
una magnitud vectorial me fijo en una
posición inicial
según el problema partió de aquí y luego
ha llegado hasta este punto
la longitud del desplazamiento se
calcula por la diferencia entre las
posiciones final e inicial si colocamos
0 en la posición inicial la final
estaría en 40 metros al efecto a la
diferencia nos salen 40 metros pero como
estamos salvando de una magnitud
vectorial necesita un módulo que ya lo
hemos calculado y también una dirección
la dirección
esa dirección sería esta flecha que está
apuntando hacia el norte
por lo tanto el desplazamiento sería 40
metros en dirección norte
en resumen si quiero calcular la
distancia
simplemente sumo estas longitudes
siempre va a ser positiva a distancia
por supuesto en 06 metros y si quiero
calcular el desplazamiento ubico la
posición inicial luego ubicó la posición
final trazo una flecha
obviamente que vaya desde inicial hasta
el final y esa manera de cálculo el
módulo fíjate que la longitud de esto es
lo mismo que está aquí pero aquí se
lleva un reclamo entonces esto el 40 que
también es 40 metros y tengo que agregar
una dirección porque toca desplazamiento
es una magnitud vectorial sus módulos 40
metros y su dirección no esté listo
ahora hablaremos sobre la velocidad el
concepto común de velocidad se asocia
cuando comparamos la rapidez o lentitud
con la que se mueve un cuerpo en física
definimos dos tipos de velocidad la
velocidad media y la velocidad
instantánea la velocidad media es el
desplazamiento realizado por un móvil en
un intervalo de tiempo
se calcula con la siguiente fórmula
dividiendo el desplazamiento entre el
tiempo
la velocidad instantánea o simplemente
velocidad se define como el límite de la
velocidad media cuando el intervalo de
tiempo tiende a cero esta es una
definición matemática para entender
mejor el concepto imagina la siguiente
situación alguien nos dijera que ha
realizado un viaje con una velocidad
media de 120 kilómetros por hora no
entendemos que el móvil se ha mantenido
constantemente a esa velocidad durante
todo el recorrido pues ya sabemos lo que
significa la velocidad media verdad
obviamente en algunos momentos su
velocidad habrá sido superior y en otras
inferior a 120 kilómetros por hora
sin embargo cuando miras el velocímetro
de tu auto te indica la velocidad en ese
instante determinado a esa velocidad se
le conoce como instantánea por lo tanto
nos permite conocer la velocidad de un
móvil que se desplaza sobre la
trayectoria cuando el intervalo de
tiempo es infinitamente pequeño se asume
que el recorrido tan pequeño es
representado por un punto de la
trayectoria
ahora bien al principio mencionamos la
palabra rapidez y es otro concepto que
tenemos que diferenciar la rapidez o
celeridad es el valor absoluto de la
velocidad y si quisiéramos calcular la
rapidez media la fórmula sería análoga a
la de la velocidad media sin embargo en
vez de desplazamiento usaríamos la
distancia recorrida entre el tiempo
veamos el siguiente ejemplo estos
móviles no viajan en el mismo sentido
fíjate que la velocidad al ser magnitud
vectorial necesita una dirección y
sentido aparte de su magnitud pero la
rapidez al ser magnitud de escalar solo
necesita de un número positivo para
quedar definida en el lenguaje común se
confunde habitualmente velocidad y
rapidez por ello se diría
incorrectamente que los dos móviles se
mueven con igual velocidad cuando lo que
debería decirse es que lo hacen con
igual rapidez
vamos a estudiar dos clases de
movimiento del movimiento uniforme y el
movimiento acelerado lo vamos a hacer a
través de gráficos que nos facilitan
mucho el estudio en la física los
gráficas que vamos a hablar sobre tres
tipos posición versus tiempo de
velocidad a su tiempo y aceleración
versus tiempo cabe aclarar que estas
gráficas usan un sistema cartesiano esto
quiere decir dos ejes cuyo eje x va a
corresponder al tiempo
en principio veamos el movimiento
uniforme cuya característica es que
presenta una velocidad constante su
gráfica posición versus tiempo adopta
esta forma recuerda que el eje que
representa el tiempo y el eje y la
posición aquí nos damos cuenta como la
posición aumento disminuye de manera
constante con el paso del tiempo
se encuentra definida por una herida
oblicua cuya tangente no representa la
magnitud de la velocidad mientras que la
gráfica pero se habla de sus tiempos no
se diseña una recta horizontal para leer
al eje x que quiere decir que la
velocidad permanece constante a lo largo
del tiempo el área bajo la curva en esta
gráfica nos va a representar el espacio
recorrido podemos distinguir dos casos
como vemos aquí en la imagen para el
movimiento acelerado cuya característica
es que presenta una aceleración
constante en la gráfica posición versus
tiempo observamos como la posición
aumenta o disminuye de manera uniforme
con el tiempo su gráfica es una parábola
podemos distinguir dos casos cuando la
aceleración es positiva o negativa para
la gráfica de los llamados tiempos
observamos que la velocidad aumenta o
disminuye de manera uniforme con el paso
del tiempo esto se debe a la acción de
la aceleración aquí vemos los dos casos
cuando la velocidad aumenta y cuando
disminuir aquí también la velocidad se
calcula gracias al ángulo que forma la
gráfica con la horizontal
tangente de dicho ángulo representa la
velocidad y el área de cerrada bajo la
recta determina el espacio recorrido
para la gráfica aceleración versus
tiempo observamos que la aceleración
permanece constante a lo largo del
tiempo podemos distinguir también dos
casos
aquí comparamos ambos casos para el
movimiento uniforme y el movimiento
acelerado las gráficas
bien chicos hasta aquí la vídeo clase de
cinemática si la explicación fue útil
suscríbase al canal compartan por
supuesto también es importante saber a
través de los comentarios de ustedes un
saludo y sigan conectados a academia
internet
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