20. MOVIMIENTO Y SISTEMAS DE REFERENCIA
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
🌌 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.
📍 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
💡Cinemática
💡Dinámica
💡Movimiento rectilíneo
💡Movimiento circular
💡Movimiento parabólico
💡Sistema de referencia
💡Eje X
💡Plano cartesiano
💡Espacio tridimensional
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.
Transcripts
y el movimiento de los cuerpos ha sido
un tema que siempre ha inquietado al ser
humano desde los tiempos más primitivos
la observación de cosas que se mueven a
su alrededor despertó en el hombre un
gran interés por encontrar la
explicación a este tipo de fenómenos
grandes estudiosos como galileo galilei
e isaac newton en los siglos 16 y 17
hicieron importantes aportes a la
comprensión del movimiento la parte de
la física que se dedica al estudio del
movimiento de los cuerpos se llama
mecánica la mecánica tiene dos grandes
divisiones la cinemática y la dinámica
la cinemática estudia el movimiento de
los cuerpos sin considerar su masa ni
las fuerzas que participan la cinemática
solamente se centra en la descripción
del movimiento la dinámica estudia el
movimiento de los cuerpos teniendo en
cuenta su masa y la intervención de las
fuerzas ya que son éstas las
responsables de que los objetos se
muevan
en este curso de física veremos primero
lo relacionado con cinemática estudiando
diversos movimientos tales como el
rectilíneo el circular y el parabólico
después nos ocuparemos del estudio de
las fuerzas y su relación con la
dinámica sistemas de referencia cuando
afirmamos que un cuerpo se encuentra en
movimiento o en reposo debemos tener
presente que estos son estados relativos
y no absolutos es decir un cuerpo está
en movimiento o en reposo en relación
con un sistema o marco de referencia por
ejemplo el piloto de un coche de fórmula
uno está en movimiento en relación con
la pista pero se encuentra en reposo en
relación con el coche en esta situación
la pista y el coche son los sistemas o
marcos de referencia que nos permiten
establecer la condición de movimiento o
reposo del piloto
respectivamente el sistema o marco de
referencia se elige según el tipo de
movimiento que se va a estudiar es decir
depende de si éste ocurre en una en dos
o en tres dimensiones veamos los
sistemas o marcos de referencia más
utilizados en física para un movimiento
unidimensional es decir en una dimensión
el sistema o marco de referencia más
utilizado es el eje x para un movimiento
bidimensional es decir en dos
dimensiones el sistema o marco de
referencia más utilizado es el plano
cartesiano formado por los ejes x e y
para un movimiento tridimensional el
sistema o marco de referencia es el
espacio generado por los tres ejes x y y
ceta en todos los marcos de referencia
se suele denotar el cero allí lo tenemos
para el caso del eje x para el caso del
plano cartesiano y para el caso del
espacio
un sistema o marco de referencia se debe
especificar cuál será la dirección
positiva y cuál será la dirección
negativa el convenio de signos más
utilizado es el siguiente para el caso
del eje x se considera positivo lo que
va hacia la derecha y negativo lo que va
hacia la izquierda para el caso del
plano cartesiano formado por los ejes x
y positivo es lo que va hacia la derecha
y hacia arriba negativo lo que va hacia
la izquierda y hacia abajo y para el
caso del espacio tridimensional el
espacio generado por los ejes x y y ceta
las direcciones positivas son las que
podemos apreciar en el dibujo obviamente
las direcciones negativas serán las
contrarias a los ejes que aparecen en
este caso en la gráfica definir el
sistema o marco de referencia es muy
importante para describir correctamente
el movimiento de un cuerpo datos como la
posición la velocidad y la sele
del móvil en instantes de tiempo
específicos están determinados por el
sistema o marco de referencia elegido
cabe señalar que en el desarrollo de
muchos problemas de física
generalmente se toma la tierra como
sistema o marco de referencia sin
necesidad de dibujar ejes x y z es como
si se trabajarán esos problemas de
manera libre sin usar formalmente un
sistema o marco de referencia en
realidad es lícito proceder de esta
manera desde que no haya riesgo de
confusión por parte de quien resuelve el
problema lo que sí debemos tener
presente es que hay situaciones que se
describen con mayor claridad utilizando
un sistema o marco de referencia podemos
citar dos ejemplos de la cinemática en
el movimiento vertical es decir lo que
es caída libre y lanzamiento de cuerpos
hacia arriba o hacia abajo utilizar la
parte positiva del eje y
como sistema de referencia facilita el
análisis de los problemas en el
movimiento de proyectiles es decir lo
que se conoce como tiro parabólico y
semi parabólico usar el primer cuadrante
del plano cartesiano x y como sistema de
referencia resulta muy conveniente para
enmarcar el movimiento y analizarlo de
manera muy sencilla
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