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.
Ya habíamos comentado que la Cinemática era una rama de la Mecánica Clásica [A006],
ahora nos vamos a dedicar a los otros términos que aparecen en la definición y
que merecen una aclaración para comenzar ordenados.
De los 3 conceptos: movimiento, cuerpo y causa, el más
sencillo para entender es el de cuerpo, que para nuestro curso será todo aquello
que pueda cambiar de posición [A003]
en el tiempo, puede ser una pequeña partícula
[A004]
o un cuerpo rígido que no rota [A004],
como podría ser un auto, un tren, un avión, etc., o también una nube tóxica, la
luz, el sonido (ya más relacionado con nuestra futura profesión).
Otro concepto es la causa que produce un movimiento. ¿Cómo inicia su
derrotero una pelota de fútbol que está apoyada sobre el césped del estadio? Gracias
a una patada (parte interna del pie, 3 dedos, etc.), o sea gracias a la fuerza
que recibe, fuerza que le transmite el botín o la zapatilla, que no son más que
cobertores del causante de la fuerza: el pie. Al llegar a este punto sería más
que conveniente repasar el concepto de fuerza,
ya que la hemos mencionado varias veces: toda acción capaz de modificar el
estado de reposo o de movimiento de un cuerpo, o de provocarle una deformación.
Esta es una definición que traemos como conocimiento previo de la escuela
secundaria, y por ahora nos alcanza, en el segundo cuatrimestre ahondaremos un
poco en este concepto cuando nos sumerjamos en la Dinámica.
Complementar con:
El último concepto del que vamos a hablar es el de movimiento,
tal vez sea el que incorpora cierta complejidad para su entendimiento.
En Mecánica el movimiento
es un cambio de la posición de un cuerpo a lo largo del tiempo respecto de un
sistema de referencia.
También podríamos decir que para la física conocer el
movimiento de un cuerpo, significa conocer para cada instante de tiempo los parámetros
de posición [A003],
velocidad (todavía no la definimos) y cambio de velocidad (luego de definir
velocidad veremos que el cambio de la misma es lo que determina una aceleración).
Recordemos que tanto la posición
de un objeto como también su cambio de posición (desplazamiento) [A003]
se pueden expresar como una ecuación en función del tiempo (ecuación horaria),
y que según los casos puede ser que necesitemos un solo eje de coordenadas (ej.
una herramienta que cae de una cierta altura), dos ejes de coordenadas (ej.
para colgar un cuadro en una pared), o tres ejes de coordenadas (ej. ubicación
de una luminaria suspendida del techo) para determinar con exactitud la posición
de cualquier objeto.
Como estamos utilizando un sistema de referencia arbitrario,
que elegimos a nuestro antojo (obviamente una elección inteligente será aquella
que nos permita efectuar la mayor cantidad de simplificaciones), puede ocurrir
que se generen posiciones negativas. Pensemos en un eje positivo hacia la
derecha, entonces una posición de un auto a la izquierda del cero sería matemáticamente
negativa (ej. – 3 m), pero desde el punto de vista físico necesita una
interpretación. Para interpretarla supongamos que habíamos asignado el cero a
la posición de un semáforo en una avenida, entonces la posición negativa del auto
(desde el punto de vista matemático) tendría que expresarse físicamente como 3
m antes del semáforo. Ver otras aclaraciones en [A103].
Como los estudios de los movimientos se hacen en un
determinado lapso de tiempo y en un determinado tramo de la trayectoria [A003],
es necesario determinar donde comienza y donde terminan ese lapso y ese tramo. Para
ello se establece lo que llamaremos estado inicial (posición inicial y tiempo
de inicio) y estado final (posición final y tiempo final). A la diferencia de
posición (final menos inicial) le llamaremos variación de la posición y la simbolizaremos con la letra griega Δ (delta
mayúscula), y lo mismo haremos con el tiempo [M11:26].
Para ir armando nuestra biblioteca podemos descargar:
[Libro] Iparraguirre, L. (2009). Mecánica básica: fuerza y movimiento
[Libro] Iparraguirre, L. (2009). Mecánica básica: fuerza y movimiento
Fuentes:
Imagen1.
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