Cinemática

Cinemática (del griego κινεω, kineo, movimiento)

La Cinemática es la rama de la mecánica clásica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limitándose, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. Un estudio de las causas que lo originan es lo que se conoce como dinámica.

Los primeros conceptos de cinemática se remontan al siglo XIV y se deben a científicos como William Heytesbury, Richard Swineshead, Nicolás Oresme y otros como Galileo Galilei hizo sus famosos estudios del movimiento de caída libre, posteriormente el estudio de la cicloide realizado por Evangelista Torricelli, que configuro lo que se conocería como Geometría del Movimiento. El nacimiento de la Cinemática moderna tiene lugar con la alocución de Pierre Varignon que define la noción de aceleración y muestra cómo es posible deducirla de la velocidad instantánea con la ayuda de un simple procedimiento de cálculo diferencial.


Las magnitudes que define la cinemática son principalmente tres, la posición, la velocidad y la aceleración.

• Posición.

La posición de una partícula en el espacio es una magnitud vectorial utilizada para determinar su ubicación en un sistema coordenado de referencia. En relatividad general, la posición no es representable mediante un vector euclidiano ya que en el espacio-tiempo es curvo en esa teoría, por lo que la posición necesariamente debe representarse mediante un conjunto de coordenadas curvilíneas arbitrarias, que en general no puden ser interpretadas como las componentes de un vector físico genuino.

        -Distancia

La distancia se refiere a cuanto espacio  recorre un objeto durante su movimiento.  Es la cantidad movida.  También se dice que es la suma de las distancias recorridas.  Por ser una medida de longitud, la distancia se expresa en unidades de metro según el Sistema Internacional de Medidas.  Al expresar la distancia, por ser una cantidad escalar, basta con mencionar la magnitud y la unidad.

            Cantidades Escalares. 
Son aquellas que sólo requieren para su determinación una magnitud.
Ejemplo. masa, potencia, energía.




-Desplazamiento
El desplazamiento se refiere a la distancia y la dirección de la posición final respecto a la posición inicial de un objeto. Al igual que la distancia, el desplazamiento es una medida de longitud por lo que el metro es la unidad de medida. Sin embargo, al expresar el desplazamiento se hace en términos de la magnitud con su respectiva unidad de medida y la dirección. El desplazamiento es una cantidad de tipo vectorial. Los vectores se describen a  partir de la magnitud y de la dirección.

                                                Cantidades Vectoriales.

Son aquellas que necesitan, para ser determinadas, de una magnitud, una dirección y un sentido.
Ejemplo. desplazamiento, velocidad, fuerza, etc.

• Velocidad.

La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Se la representa por  o . 

Es la variación de la posición con el tiempo. Nos indica si el móvil se mueve, es decir, si varía su posición a medida que varía el tiempo. La velocidad en física se corresponde al concepto intuitivo y cotidiano de velocidad.

La velocidad puede distinguirse según el lapso considerado, por lo cual se hace referencia a la velocidad instantánea, la velocidad promedio, etcétera.

En términos precisos, para definir la velocidad de un objeto debe considerarse no sólo la distancia que recorre por unidad de tiempo sino también la dirección y el sentido del desplazamiento, por lo cual la velocidad se expresa como una magnitud vectorial.

Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s.

• Aceleración.

En física, la aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo. Se representa normalmente por  o , Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s². 

La aceleración indica cuánto varía la velocidad al ir pasando el tiempo. El concepto de aceleración no es tan claro como el de velocidad, ya que la intervención de un criterio de signos puede hacer que interpretemos erróneamente cuándo un cuerpo se acelera a > 0 o cuándo se "decelera''a < 0.

La aceleración es grande si la velocidad de un cuerpo varía bruscamente y es pequeña si la velocidad varía poco a poco; la aceleración es cero si la velocidad es constante y es negativa si  la velocidad disminuye.

-Aceleración de Gravedad. 

Esta aceleración suele representarse con la letra g y tiene un valor igual a 9,8 m / s² en el vacío. Este número indica que cuando un cuerpo está en caída libre, su velocidad aumenta en 9,8 m/s²  en cada segundo que transcurre. Si el cuerpo es lanzado hacia arriba, en dirección vertical, su velocidad disminuye en 9,8 m/s² en cada lapso de un segundo.

Esta aceleración es independiente del peso del cuerpo.